大规模MIMO下基于用户划分的小区间干扰抑制技术

发布时间：2020-06-01 07:00

【摘要】：大规模MIMO技术通过充分利用空间自由度显著提升了频谱效率和数据链路的可靠性,成为下一代5G通信系统的关键技术之一。小区间干扰是影响大规模MIMO多小区多用户系统性能的主要因素,而导频污染、反馈开销大、计算复杂度高等问题的存在,使得小区间干扰更为复杂,因此对小区间干扰抑制就更具挑战性。用户划分方法通过中心用户和边缘用户分别进行处理,带来边缘用户的性能提升,是一种有效缓解小区间干扰的手段。本文面向三维大规模MIMO多小区多用户系统,通过基于垂直信道信息的用户划分和调度避免小区间干扰的影响,进而提高系统性能。具体内容如下:针对三维大规模MIMO场景下现有用户划分方案无法充分利用垂直空间自由度、反馈开销大等问题,提出了一种基于垂直信道信息的用户划分方案。该方法将与邻小区用户垂直信息近似的用户划分为边缘用户,采用软导频复用方案对所有小区的中心用户分配相同的导频资源,边缘用户分配正交导频资源以降低导频污染,并通过对中心用户进行改进的信道估计方案以提高时分双工系统下信道估计的准确性。在此基础上,下行传输时对小区中心用户进行两阶段预编码,对边缘用户根据其在不同小区内的信漏噪比重新分配给信漏噪比最小的基站服务,以降低对其它边缘用户的干扰。仿真结果显示,本算法能够实现较为准确的信道估计,在垂直天线数较多时减少边缘用户数量从而降低导频开销,提升系统和速率,因此,相对于其他用户划分方案,该方案更适用于三维大规模MIMO系统。针对现有的多小区用户调度方案无法适用于高反馈开销、高计算复杂度的大规模MIMO频分双工系统的问题,提出了一种基于联合空分复用的多小区用户调度方案。该方法在中心/边缘用户划分的基础上对用户进行基于统计信息的分组,对降维后的中心各组用户进行低复杂度的贪婪调度以实现和速率最大化的目标,并对各小区边缘各组用户采用轮流调度的方式以实现多小区间的干扰抑制。最后通过预编码实现小区间干扰抑制并消除小区内多用户间干扰,完成多用户下行传输。仿真结果显示,本算法能够在保障系统性能提升的前提下降低反馈开销和计算复杂度。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN919.3

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