同时同频全双工通信中干扰对齐算法研究

发布时间：2017-03-31 21:08

  本文关键词：同时同频全双工通信中干扰对齐算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动通信的不断发展,频谱资源日趋紧张,如何提高系统容量、节约频谱资源已成为学术界研究的重要问题。与现有的时分双工(TDD)和频分双工(FDD)技术相比,同时同频全双工技术(CCFD)理论上可以使无线资源利用率提升一倍,并成为目前无线移动通信领域的研究热点。然而,全双工技术也存在严重的干扰问题,尽管目前已存在一些全双工通信中的干扰消除方案,但效果不理想。干扰对齐技术(IA)既可用于消除干扰,也可用于提升系统容量,为此,本文探讨利用干扰对齐技术消除多用户全双工网络中的复杂干扰问题。论文主要工作如下:针对多用户全双工干扰信道,本文应用干扰对齐技术同时消除其自干扰和互干扰。首先,在同时考虑自干扰和互干扰的情况下,根据多用户全双工模型的特性将其等效为单向信道模型,并给出了等效模型与原模型之间的信道矩阵对应关系;其次,基于此等效模型和信道矩阵对应关系,应用迭代干扰对齐和最大信干噪比方法将其自干扰和互干扰消除;最后,仿真结果表明本文方案可以提升系统容量和平均能量效率。针对多用户全双工中继干扰信道,本文提出了基于最大化全局互信息量的自干扰消除和干扰对齐方案。首先,通过对信道矩阵进行奇异值分解,设计了自干扰消除方案,并给出了自干扰消除矩阵的具体求解算法。其次,为了节约中继的资源,运用预编码技术进行了发送端信号对齐,并给出了信号对齐的可行条件。进一步,基于全局互信息量最大化,给出了接收端干扰抑制算法,并分析了系统的自由度。最后,理论分析和仿真结果显示,与现有的典型全双工中继方案相比,本文方案可以有效提高系统互信息量和自由度;另外,本文方案的中继只需进行简单的功率约束,不需做复杂的信号处理,降低了整个系统的信号处理复杂度。
【关键词】：同时同频全双工 干扰对齐 等效模型 互信息 自由度
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 注释表9-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 选题背景与意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 论文的研究内容及章节安排15-17
• 第2章 全双工与干扰对齐关键技术简介17-33
• 2.1 全双工技术17-18
• 2.2 干扰对齐技术18-24
• 2.2.1 干扰对齐的基本思想19-21
• 2.2.2 自由度21-22
• 2.2.3 传统线性干扰对齐22-24
• 2.3 MIMO系统及其容量24-28
• 2.3.1 信息论中的容量24-26
• 2.3.2 MIMO系统26-28
• 2.4 中继技术28-32
• 2.4.1 中继的分类28-30
• 2.4.2 中继信道模型30
• 2.4.3 中继通信模型30-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 基于干扰对齐的多用户全双工通信中干扰消除方法33-45
• 3.1 引言33-34
• 3.2 系统模型34-37
• 3.2.1 多用户全双工通信干扰信道模型34-35
• 3.2.2 等效系统模型35-37
• 3.3 干扰对齐算法37-41
• 3.3.1 基于全双工的迭代干扰对齐38-40
• 3.3.2 基于全双工的最大信干噪比算法40-41
• 3.4 仿真结果及性能分析41-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 基于互信息量的全双工网络自干扰消除和干扰对齐算法45-61
• 4.1 引言45-46
• 4.2 系统模型46-48
• 4.3 自干扰消除和干扰对齐方案48-55
• 4.3.1 全双工中继节点的自干扰消除算法48-49
• 4.3.2 发送端的信号对齐49-51
• 4.3.3 接收端基于最大化系统互信息量的干扰抑制算法51-55
• 4.4 系统自由度分析55-57
• 4.5 仿真与性能分析57-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第5章 结束语61-63
• 5.1 主要工作与创新点61-62
• 5.2 后续研究工作62-63
• 参考文献63-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 谢显中;王闯;雷维嘉;兰顺福;;互信息量最大化和低复杂度的全双工中继网络自干扰消除和干扰对齐算法[J];电子与信息学报;2016年05期

2 谢显中;王闯;张森林;葛振涛;;基于干扰对齐的多用户全双工通信中干扰消除方法[J];北京邮电大学学报;2015年06期

3 谢显中;;第5代移动通信基本要求与新型多址复用技术[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2015年04期

4 卞宏梁;曹磊;孙震强;;同时同频全双工技术研究[J];电信技术;2013年12期

5 景振海;白宝明;马啸;;频率选择性高斯干扰信道中的时频联合干扰对齐方案[J];通信学报;2011年09期

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本文编号：280094