有限回程鏈路系統(tǒng)下行鏈路逆定理的研究.pdf

1、隨著無線通信網(wǎng)的快速發(fā)展和移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，蜂窩網(wǎng)的流量負(fù)載急劇增加，作為蜂窩通信系統(tǒng)重要組成部分的無線接入網(wǎng)由于缺少多基站協(xié)同服務(wù)的能力，愈發(fā)成為制約整個通信系統(tǒng)性能提升的瓶頸。解決該問題的一個有效手段為C-RAN架構(gòu)，該架構(gòu)被認(rèn)為是未來網(wǎng)絡(luò)的無線接入網(wǎng)架構(gòu)，在解決基站間干擾和基站部署問題上具有重要意義。當(dāng)連接中央處理單元和基站之間的回程鏈路容量無限時，基站之間能夠以無限制合作的方式完成協(xié)同傳輸，然而當(dāng)回程鏈路的容量有限時，如何利

2、用回程鏈路完成基站之間協(xié)同傳輸?shù)姆椒ㄈ匀皇俏粗摹?br>　　本文從信息論的角度將C-RAN系統(tǒng)建模為有限回程鏈路系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中回程鏈路被建模為相互獨(dú)立的有限容量信道，連接基站和用戶終端的無線鏈路被建模為高斯干擾信道。不同于相關(guān)文獻(xiàn)對有限回程鏈路系統(tǒng)的研究集中在其正定理部分，本文為了得到有限回程鏈路系統(tǒng)性能的極限，主要研究該問題的逆定理部分。有限回程鏈路系統(tǒng)逆定理的研究已知的結(jié)果是割集上界，本文在割集上界的基礎(chǔ)上解決其兩個缺陷:1）系

3、統(tǒng)的回程鏈路和無線鏈路被分離開來;2）缺少對回程鏈路上傳輸給不同基站的相關(guān)信號之間相關(guān)量的描述。
　　本文首先研究最簡單的有限回程鏈路系統(tǒng)模型，即系統(tǒng)中有兩個基站和兩個接收端的情況，該模型實(shí)際上可以看成是多接入菱形信道在接收端的擴(kuò)展，即將菱形信道中接收端從一個擴(kuò)展成兩個。針對割集上界的缺陷，本文提出相應(yīng)的解決方案:在逆定理的研究中添加更多的切割使得回程鏈路和無線鏈路結(jié)合起來以及在逆定理中考慮回程鏈路上相關(guān)信號之間的信息量。該部分主

4、要使用了多接入菱形信道逆定理和高斯多輸入多輸出廣播信道逆定理的研究思路。本文經(jīng)過推導(dǎo)將有限回程鏈路模型的容量上界表示為包含給定協(xié)方差約束下高斯多輸入多輸出廣播信道容量的一個優(yōu)化問題。
　　其次本文將兩個基站的有限回程鏈路結(jié)果擴(kuò)展到任意多個基站的情況，并且同樣將系統(tǒng)容量的上界表示為包含高斯多輸入多輸出廣播信道容量的一個優(yōu)化問題。該部分主要創(chuàng)新點(diǎn)在于將兩個基站情況下逆定理研究中的描述相關(guān)信號間相關(guān)量的方法拓展到任意多個基站的情況。最后