MIMO干擾信道干擾對齊與功率分配研究.pdf

1、隨著無線通信技術的快速發(fā)展,分布式多輸入多輸出(MIMO,Multipie-Input Multiple-Output)網(wǎng)絡得到了廣泛研究,多用戶MIMO干擾信道(MIMO-IC,MIMOInterference Channel)就是其中一種。上述網(wǎng)絡中,如何有效對抗衰落和干擾一直是兩大棘手問題。干擾對齊作為一種新的干擾處理策略,顛覆了傳統(tǒng)MIMO干擾信道容量受限的觀點,而成為研究熱點之一。本文主要研究了MIMO-IC中,干擾對齊閉式解

2、算法,迭代分布式算法以及功率分配算法。具體如下:
　　 1.由于閉式解算法復雜度低,研究了K個用戶,單輸入單輸出(SISO,Single-InputSingle-Output)干擾信道以及3個用戶MIMO-IC的閉式解算法。結果表明:通過時域符號擴展,3個用戶在SISO-IC中能獲得4個自由度,在MIMO-IC中每個節(jié)點2根和4根天線時分別能獲得3個和6個自由度,但后者誤比特率性能下降。另外,各個用戶的誤比特率性能在SISO-I

3、C中不一致,而MIMO-IC中卻是相似的。
　　 2.雖然閉式解算法復雜度低,但只存在于少數(shù)天線配置特殊的系統(tǒng)中,所以研究了4種迭代分布式算法中:最大化信干噪比、最小化加權泄漏干擾、最小均方誤差(MMSE,Minimum Mean-Square Error)以及交替最小化算法。利用數(shù)據(jù)流間的相關性改進最大化信干噪比算法,在高信噪比(15dB以上)條件下獲得和速率性能提升。對于3個用戶每個用戶單數(shù)據(jù)流情形,仿真表明最大化信干噪比與

4、MMSE,最小化加權泄漏干擾與交替最小化算法和速率性能相近,且前兩者優(yōu)于后兩者。
　　 3.為了進一步提高干擾信道的和速率和誤碼率性能,在混合干擾對齊算法基礎上,研究了類注水功率分配算法和基于網(wǎng)格搜索的改進Gauss-Seidel功率分配算法,提出了基于信息論的速率最大化功率分配算法。仿真結果表明混合干擾對齊算法降低復雜度的同時,和速率性能與最大化信干比算法一致,在相關信道和大尺度衰落(12dB)中,上述3種算法較等功率分配均能