基于网络辅助的干扰抑制技术研究

发布时间：2017-07-29 07:16

  本文关键词：基于网络辅助的干扰抑制技术研究

  更多相关文章： 信道容量 网络辅助 干扰消除 功率分配 FPGA

【摘要】：为了追求更快的数据传输速率,更高的频谱利用率,同频组网方式近年来在移动通信领域得以广泛应用。同频组网方式即相邻小区共用一个传输媒介,这样势必会导致边缘用户受到来自邻小区的严重干扰,最终降低整个系统的吞吐量和传输效率。因此,研究如何抑制小区间的同频干扰具有重要的意义。目前主流的干扰抑制技术有干扰协调技术、干扰随机化技术、CoMP等,大多都是在基站侧进行实现的,例如在CoMP系统中,终端用户将信道信息实时反馈到基站,基站进行相应的联合处理或者协同波束赋形处理。然而随着处理器处理速度、处理性能的不断提高和功耗的持续降低,终端基带数字信号处理能力足以实现实时干扰抑制,且减少了反馈链路负担和系统时延。本文针对多小区边缘用户存在干扰的问题,研究了提高系统吞吐量的干扰抑制接收机技术和功率分配技术,具体的研究工作如下包含:首先,本文介绍了LTE的发展历程,分析了目前通信系统存在的干扰问题,简要描述了干扰抑制技术的发展现状。其次,本文提出了几种基于网络辅助的增强型干扰抑制接收机技术,分析了它们的算法原理和应用场景,比较了它们的性能差异,并且搭建了干扰信道仿真模型,分别在不同干扰级别的环境下验证了NAICS算法具有良好的干扰抑制能力,能有效地提高系统的吞吐量和传输效率。再次,在多流多用户干扰模型下,本文将NAICS算法和功率分配策略相结合,进一步提高了系统的吞吐量。提出了两种功率分配算法,分别是遍历算法和低复杂度功率分配算法,前者性能最优但复杂度较高,后者折中了性能和复杂度。然后,基于FPGA搭建硬件平台,编写RTL代码实现符号级干扰消除算法,详细分析并设计了各关键模块的硬件时序逻辑,其中包括了频偏补偿、信道估计、干扰消除等模块,并最终完成了系统板级验证,测试结果表明NAICS算法具有良好的干扰消除效果。最后,对本文的主要工作进行了总结,并指出了需要进一步研究的内容和改进的方向。
【关键词】：信道容量 网络辅助 干扰消除 功率分配 FPGA
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 缩略词表14-16
• 第一章 绪论16-20
• 1.1 课题研究背景16-17
• 1.2 国内外研究现状17-18
• 1.2.1 干扰抑制与消除技术研究现状17-18
• 1.2.2 干扰信道容量研究现状18
• 1.3 主要研究内容18-19
• 1.4 论文结构19-20
• 第二章 LTE-A系统架构及其关键技术20-35
• 2.1 引言20
• 2.2 LTE-A系统关键技术20-29
• 2.2.1 OFDM系统技术原理20-22
• 2.2.2 无线帧结构及时频资源22-24
• 2.2.3 小区内干扰抑制技术24-25
• 2.2.4 多输入多输出(MIMO)技术25-29
• 2.3 LTE-A系统小区间干扰抑制技术29-34
• 2.3.1 干扰协调技术29-31
• 2.3.2 干扰随机化技术31-32
• 2.3.3 干扰消除技术32-33
• 2.3.4 协作多点传输(CoMP)技术33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 NAICS增强型接收机算法研究35-52
• 3.1 引言35
• 3.2 增强型MMSE-IRC算法分析35-38
• 3.2.1 MMSE-IRC算法36-37
• 3.2.2 E-MMSE-IRC算法37-38
• 3.3 串行干扰消除(SIC)算法分析38-44
• 3.3.1 符号级串行干扰消除(SLIC)算法39-43
• 3.3.2 码字级串行干扰消除(CWIC)算法43-44
• 3.4 降低复杂度的ML(R-ML)算法分析44-46
• 3.5 NAICS算法性能仿真及比较分析46-51
• 3.5.1 系统仿真链路模型46-48
• 3.5.2 算法仿真结果及对比分析48-51
• 3.6 本章小结51-52
• 第四章 NAICS系统中多流功率分配技术研究52-65
• 4.1 引言52
• 4.2 NAICS场景下的功率分配算法研究52-60
• 4.2.1 传统注水功率分配策略54-56
• 4.2.2 遍历策略功率分配56-58
• 4.2.3 低复杂度功率分配策略58-60
• 4.3 NAICS与功率分配的联合处理60-62
• 4.4 网络辅助干扰消除系统安全问题研究62-63
• 4.4.1 网络辅助干扰消除系统存在的安全问题62
• 4.4.2 解决方案分析62-63
• 4.5 本章小结63-65
• 第五章 小区间干扰消除技术的FPGA实现65-93
• 5.1 引言65
• 5.2 硬件仿真平台介绍65-67
• 5.3 真实信道下NAICS算法在线仿真67-71
• 5.4 基于脉动阵列的矩阵求逆硬件高效实现71-80
• 5.4.1 脉动阵列及复数矩阵求逆71-73
• 5.4.2 基于脉动阵列的三角矩阵求逆硬件实现73-77
• 5.4.3 基于脉动阵列的Cholesky分解硬件实现77-80
• 5.5 干扰消除及MIMO检测模块80-91
• 5.5.1 数据定点位宽分析81-83
• 5.5.2 频偏补偿及信道估计模块83-90
• 5.5.3 串行干扰消除模块90-91
• 5.6 性能测试及分析91-92
• 5.7 本章小结92-93
• 第六章 总结与展望93-95
• 6.1 全文总结93-94
• 6.2 下一步研究工作94-95
• 致谢95-97
• 参考文献97-100
• 攻读硕士学位期间取得的成果100-101
• 附件101-103

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