毫米波多天线系统干扰协调技术研究

发布时间：2020-11-01 11:00

　　 无线移动通信系统的高速发展以及信息时代中各类信息对人们产生的巨大冲击,使得人们对移动通信系统中信息获取的速率、误码率、信息传输的距离以及系统的信道容量等等方面不断地提出了更高的要求。然而伴随着各种通信系统的迅猛发展,可用的无线电频谱资源却越来越短缺匮乏。多天线技术可以在同一频道同时发送或接收多个独立的数据流,在一定的程度上,大大地提高了信道的传输速率。同时,超高频毫米波由于频谱资源较为丰富引起了广泛的关注。毫米波由于波长短,可以在原有通信系统的设备上安置大数目的天线,从而组成的天线阵列能够为通信系统提供很高的波束形成增益,使得整个通信系统能够获得足够的链路余量。因此,毫米波和多天线技术结合起来形成的毫米波多天线系统,可以很好地提高系统容量。但由于天线数量的增多以及信息传播距离的增加,会出现不同程度的信号干扰问题。解决毫米波多天线系统的信号干扰问题是当前的关键。文中详细的介绍了基于基站端多天线的干扰对齐算法和基于中继协作的多天线干扰对齐算法。随着天线数目的增加,基于基站端多天线的干扰对齐算法比基于迫零预编码的干扰对齐优化算法在信道容量上有明显的提高。随着信噪比的增加,基于中继协作的多天线干扰对齐算法的信道容量是机会空间正交算法和线性空间干扰对齐算法的几倍甚至几十倍。对比得出文中所提的两种算法在消除干扰和提高信道容量上的可行性。图22幅;表2个;参54篇。
【学位单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5;TN820
【部分图文】：

下面将介绍干扰对齐的三种实现方式，分别是基于传播时延（时域）的干扰对齐方式、基于信号空间的干扰对齐方式以及基于频域的干扰对齐方式。1）基于传播时延（时域）的干扰对齐实现基于时域的干扰对齐实现方式如图 5 所示。在图中，我们用 1 个时间单位（奇数个时间单位）代表移动用户的数据信道传输，用 2 个时间单位（偶数个时间单位）代表干扰信号信道传输。从移动用户终端的角度来看来，若想得到自己所期望的有效信号，则只需要在信号传输的偶数时隙上进行接收就可以到达避免干扰的问题。已知，在通信系统信道中信号传播互影响的条件下，系统网络中的每个移动用户终端都能占用一半的时隙资源进行信息传输。对于图 5 中 3 个用户的通信系统而言，系统的自由度就可以达到 3/2。除此之外，即使增加移动用户终端的数量，只要把用户安排在符合系统信道传播时延要求的位置上，系统中的每个移动终端都可以在一半的时间里进行无干扰的信号传输，并且伴随着移动用户数量线性增加系统容量也呈线性增加趋势。传播延迟=1

图 6 基于频域的干扰对齐Fig.6 Interference alignment based on frequency domain频率干扰对齐通过压缩干扰空间，可为有效信号的传输提供更多的空间维度，因此两个子载波就可以发射三个信号。该种通信系统对信道矩阵的要求比较严格，在实际通信过程中是较难满足，并且当基站端天线数目增加时，系统对子载波也会有更多的需求。3）基于信号空间的干扰对齐干扰对齐有多种实现方式，上面介绍了基于信号频域的干扰对齐、基于信号传播时延的干扰对齐 ，但这两种都不是研究最多的干扰对齐实现方式，目前基于信号空间的干扰对齐是最受人们关注的方式。空域干扰对齐算法受到频率偏移和时隙的影响是相对比较小的，并且通过发射端多天线的预编码处理以及用户接收端相应的解码处理，即使是慢平坦衰落信道，空域干扰对齐方案也可以很好地解决干扰问题。
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本文编号：2865441