無線廣播信道自由度區(qū)域研究.pdf

1、隨著移動通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對于移動通信的需求也越來越大。日益增長的需求驅(qū)動了提升系統(tǒng)性能的算法、編碼、通信協(xié)議等一系列技術(shù)的開發(fā)。然而，對于許多常見的多用戶通信場景，我們?nèi)匀徊恢榔湎到y(tǒng)容量。相對于單用戶通信場景，多用戶通信場景的研究非常困難。與單用戶通信場景不同，多用戶場景下，用戶之間的信號會互相干擾。用戶之間可以合作、可以競爭。這給研究分析帶來了實質(zhì)性的困難。Claude Shannon發(fā)展起來的經(jīng)典信息論，已經(jīng)把單用戶通信場

2、景下的信道容量刻畫出來。但對于多用戶場景，網(wǎng)絡(luò)信息論的發(fā)展遠沒有達到令人滿意的程度。對于許多常見的通信網(wǎng)絡(luò)，目前學術(shù)界都無法給出容量刻畫。已有研究者對一些簡單的多用戶通信場景進行了研究?；谒麄兊墓ぷ鳎疚难芯苛嗽诓煌男诺佬畔⒓僭O(shè)下的MIMO廣播信道的自由度區(qū)域。具體而言，本文主要研究了如下兩方面內(nèi)容：
　　本文研究了發(fā)射機具有混合信道信息的MIMO廣播信道自由度區(qū)域。我們首先給出了該MIMO廣播信道的自由度區(qū)域外界。針對該外界

3、，我們根據(jù)天線數(shù)目的不同，將內(nèi)界分為了四種情況進行討論。針對每一種天線數(shù)目配置，我們給出了相應(yīng)的傳輸方案。我們的方案從空間、時間、以及功率三個維度進行聯(lián)合設(shè)計，使得能盡可能多地向每個接收機發(fā)射數(shù)據(jù)流，并且盡量減少對另一個接收機的干擾。具體地，我們提出發(fā)射機利用估計的信道信息，進行合理的功率分配，并選擇合適的預(yù)編碼矢量進行迫零發(fā)射。此外，發(fā)射機利用延時的信道信息，在時域上進行干擾對齊。我們所給出的傳輸方案獲得的自由度區(qū)域，優(yōu)于已有的研究文

4、獻中的結(jié)果。
　　此外，本文還研究了非相干MIMO廣播自由度區(qū)域。我們首先給出了該信道的自由度區(qū)域外界。然后利用一個簡單的例子，說明如何在非相干的信道中進行通信。我們提出了一種新穎的傳輸方案。該方案利用將兩個接收機的信號矩陣相乘的方法，達到了廣義的干擾對齊效果，從而獲得了優(yōu)于時分復(fù)用的自由度區(qū)域。具體而言，我們創(chuàng)造性地提出，將接收機端不確定的信道矩陣視為干擾，將一個接收機的信號矩陣和信道矩陣的乘積視為另一個接收機的等效信道矩陣，從