非理想信道狀態(tài)信息條件下干擾對齊技術研究.pdf

1、無線通信技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，從系統(tǒng)所支持的信息傳輸速率、頻譜利用率等各方面都獲得了極大的提升。但隨著用戶數(shù)目的增加，干擾也越來越成為影響無線通信系統(tǒng)性能的一個重要的制約因素。因此，合理的干擾抑制技術成為國內(nèi)外研究的熱點之一。2008年，V.R.Cadambe等人提出了干擾對齊技術。因其能在抑制干擾的同時，保持合理的信號自由度而受到學術界的廣泛關注，其基本原理是通過在發(fā)送端設計預編碼矩陣，使得在每個接收端干擾被限制到同一線性空間，而將剩

2、下的線性空間當做期望信號空間，接收端通過迫零矩陣消除干擾。本文的主要工作從干擾對齊的可行性條件出發(fā)，為了既保證干擾的消除，又能獲得更好的自由度的性能，根據(jù)干擾對齊的可行性條件，論文分析了部分干擾對齊與干擾檢測技術;干擾對齊需要根據(jù)發(fā)送端信道狀態(tài)信息設計預編碼矩陣，這對發(fā)送端的信道狀態(tài)信息準確性提出了極大的要求，但在時變的信道中，由于有限反饋和延遲反饋，準確的發(fā)送端信道狀態(tài)信息基本是不可能獲取的。為此，論文重點分析了由于有限反饋和延遲反饋

3、所引起的非理想發(fā)送端信道狀態(tài)信息條件下的干擾對齊技術。
　　 首先，論文分析了干擾對齊的基本原理、迭代干擾對齊、輪流最小值干擾對齊。無符號擴展的干擾對齊可行性條件表明:在對稱系統(tǒng)中當用戶數(shù)K≤(M＋N)/d-1（M和N分別為收發(fā)天線數(shù)，d為自由度）時每個接收端能完全對齊干擾，否則將會有殘留干擾存在;在非對稱系統(tǒng)中，當∑Kk≠jdkdj＞∑Kk=1dk（MK＋NK-2dk）（K為用戶數(shù)目，Mk和Nk分別收發(fā)天線數(shù)，dk為自由度）時

4、，干擾在接收端定不能完全對齊，有殘留干擾存在。根據(jù)干擾對齊可行性條件和干擾檢測方案，在存在路徑損耗的干擾信道模型下，論文設計了一種動態(tài)的部分干擾對齊技術方案，對于殘留的干擾采用干擾檢測處理。相關分析和仿真表明，部分干擾對齊干擾檢測能獲得更好的自由度性能，并且與隨機PIAID、迭代IA、Max-SINR IA相比有更好的誤符號率性能。
　　 其次，針對由于有限反饋所帶來的非理想信道狀態(tài)信息問題，論文首先研究了兩小區(qū)兩用戶多輸入多輸

5、出多址干擾信道模型，分析和比較了完美反饋、有限反饋條件下干擾對齊的技術實施方案，并著重分析了有限反饋引起的和速率損失以及有限反饋條件下和速率下限。研究結(jié)果表明，在有限反饋條件下，只有在反饋位寬足夠大時干擾對齊技術才能獲得優(yōu)于傳統(tǒng)的TDMA系統(tǒng)性能;反之，不準確的干擾對齊會導致干擾對齊性能急劇惡化。其次，針對多輸入多輸出干擾信道模型，考慮信道的空間相關性和路徑的損耗，研究了動態(tài)量化信道矩陣的有限反饋，研究結(jié)果表明，由于同時考慮了信道的相關

6、性和路徑損耗，采用動態(tài)量化的有限反饋能改善和速率性能。
　　 最后，針對由于延遲反饋所帶來的非理想信道狀態(tài)信息問題，論文首先分析了塊衰落信道模型下基于迫零波束和MAT方案的干擾對齊技術，給出了迫零波束和MAT方案各自的自由度。論文分析表明，塊衰落模型下采用時空干擾對齊(STIA)技術在發(fā)送天線數(shù)M=2，用戶數(shù)K=3，延遲率0≤γ≤1/3時仍能獲得與迫零波束相當?shù)?個自由度。論文在分析適用于塊衰落信道模型的時空干擾對齊技術的基礎上