多天線系統(tǒng)中預(yù)編碼設(shè)計與用戶選擇問題研究.pdf

1、無線通信的發(fā)展面臨用戶速率需求越來越高而同頻干擾越來越嚴(yán)重的問題。MIMO技術(shù)通過利用空間分集復(fù)用技術(shù)能實現(xiàn)更高的頻譜效率，認(rèn)知無線電技術(shù)則通過對有限頻譜資源的有效再利用進(jìn)一步提高頻譜效率，兩種技術(shù)及其結(jié)合已經(jīng)成為未來無線通信中的關(guān)鍵技術(shù)。然而以上技術(shù)的有效使用，特別是如何有效解決同頻干擾問題仍然需要進(jìn)一步的研究。
　　 本文研究側(cè)重于線性預(yù)編碼和多用戶選擇技術(shù)研究。通過設(shè)計預(yù)編碼矩陣抑制多天線系統(tǒng)中的同頻干擾，有效提高頻譜效率

2、。而根據(jù)干擾源的不同，預(yù)編碼設(shè)計可分為多小區(qū)MIMO系統(tǒng)和認(rèn)知無線電MIMO系統(tǒng)中的預(yù)編碼設(shè)計。本文針對多用戶MIMO系統(tǒng)，通過多用戶選擇方法設(shè)計充分利用多用戶分集增益，以進(jìn)一步提高頻譜效率。本文工作按以下內(nèi)容展開:
　　 針對多小區(qū)MIMO系統(tǒng)中的干擾問題，本文首先提出了基于兩小區(qū)MIMO系統(tǒng)的波束成型方案。不同于傳統(tǒng)的最大化本小區(qū)信號的傳輸方案，本文聯(lián)合優(yōu)化收發(fā)端波束成型矢量，在消除小區(qū)間干擾的同時最大化有效信號。本文進(jìn)一步

3、研究了多小區(qū)MIMO系統(tǒng)中分布式預(yù)編碼設(shè)計問題?；谛诺阑ヒ仔?，提出了一種基于最大化信號與加權(quán)產(chǎn)生干擾噪聲比的分布式預(yù)編碼方案，在最大化有效信號能量與最小化產(chǎn)生的干擾之間進(jìn)行折中，獲得了較好的性能提升，并且簡單易行。
　　 針對認(rèn)知無線電MIMO系統(tǒng)中干擾問題，本文對基于不同頻譜共享模式的預(yù)編碼設(shè)計問題進(jìn)行了研究。首先針對主用戶信息獲取問題，不同于理想的信道信息假設(shè)，本文提出了一種認(rèn)知無線電幀結(jié)構(gòu)以獲得有效干擾信道信息。針對基于

4、機(jī)會頻譜接入的認(rèn)知無線電MIMO系統(tǒng)，提出了一種基于有效干擾信道感知的增強(qiáng)型最大化信號泄露噪聲比的預(yù)編碼方案，在不對主用戶產(chǎn)生干擾的同時有效提高次用戶系統(tǒng)和容量;針對主用戶和次用戶性能受限的場景，本文提出一種基于認(rèn)知中繼的協(xié)作頻譜共享方案，并給出時隙優(yōu)化分配方案和相應(yīng)的波束成形矢量設(shè)計，仿真結(jié)果表明，通過一定的協(xié)作，主、次用戶的性能均能得到極大提升。
　　 最后針對多用戶MIMO系統(tǒng)，本文給出了用戶選擇方案以充分利用多用戶分集增

5、益，從而進(jìn)一步提高頻譜效率。首先，基于單小區(qū)多用戶MIMO系統(tǒng)，提出了兩種次優(yōu)的低復(fù)雜度用戶選擇方法，在低復(fù)雜度條件下獲得了較好的系統(tǒng)性能。本文進(jìn)一步研究了認(rèn)知無線電MIMO系統(tǒng)中用戶選擇問題，基于主用戶和次用戶信道的正交性提出了雙參數(shù)用戶選擇算法。本文同時給出了所提算法的復(fù)雜度以及漸近性能分析，仿真結(jié)果表明，所提算法復(fù)雜度較低，而性能漸近最優(yōu)，因此有著較好的實用性。
　　 本文研究考慮多小區(qū)MIMO系統(tǒng)和基于不同的頻譜共享模式