機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，干擾對(duì)齊(Interference Alignment，IA)作為一種全新的處理干擾并提高系統(tǒng)自由度(Degree of Freedom，DoF)的方法被提出。干擾對(duì)齊的核心便是將干擾信號(hào)的維度進(jìn)行最大程度的壓縮，或者使干擾方向最大程度地落入預(yù)定義的干擾子空間，而剩余的信號(hào)空間未被干擾信號(hào)污染，用來(lái)傳輸有用信號(hào)。本文研究基于奇異值分解(Singular Value Decomposition，SVD)的機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊(Opport

2、unistic Interference Alignment，OIA)正是利用了干擾對(duì)齊的核心思想，相比干擾對(duì)齊中使用的迭代算法，僅以較低的復(fù)雜度，并結(jié)合多用戶(hù)選擇，即可在多輸入多輸出(Multiple-Input-Multiple-Output，MIMO)蜂窩小區(qū)上行鏈路中實(shí)現(xiàn)干擾對(duì)齊。
　　本文重點(diǎn)研究了基于 SVD分解的機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊的理論中斷概率(Outage Probability，OP)及誤符號(hào)率(Symbol Erro

3、r Rate，SER)，并設(shè)計(jì)了新的用戶(hù)選擇機(jī)制，提高了選擇過(guò)程的公平性。機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊的研究大多集中在設(shè)計(jì)用戶(hù)選擇機(jī)制，降低計(jì)算復(fù)雜度，并討論系統(tǒng)速率上，而研究機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊技術(shù)的可靠性，或者理想信道狀態(tài)信息(ChannelStateInformation，CSI)無(wú)法完全獲取情況的較少。本文將重點(diǎn)放在基于奇異值分解的機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊的中斷概率、誤符號(hào)率等性能上，其理論分析在第二章給出。第三章則在更貼近實(shí)際情況的非理想信道條件下對(duì)機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊

4、技術(shù)的可靠性進(jìn)行了分析。另外，現(xiàn)有的文獻(xiàn)設(shè)計(jì)的用戶(hù)選擇機(jī)制均是基于最大速率或最大信干噪聲比(Signal toInterference plusNoiseRatio,SINR)等，沒(méi)有考慮用戶(hù)由于信道條件無(wú)法滿(mǎn)足要求而很長(zhǎng)時(shí)間不被選中的情況，即選擇公平性的問(wèn)題?；诖?，本文第四章將代價(jià)函數(shù)機(jī)制加入到用戶(hù)選擇過(guò)程中，使新的用戶(hù)選擇機(jī)制能夠有效地提高選擇過(guò)程的公平性，更多的用戶(hù)能夠參與通信。
　　首先，本文計(jì)算了理想及非理想信道條件下

5、基于機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊算法的MIMO小區(qū)上行鏈路中干擾泄漏程度。通過(guò)使用隨機(jī)矩陣中 Wishart矩陣最小特征值分布及次序統(tǒng)計(jì)量的相關(guān)理論，得到在基站處，也就是收端干擾功率的分布。
　　其次，在收端使用排序的連續(xù)干擾消除(Ordered Successive Interference Cancellation，OSIC)處理小區(qū)內(nèi)的用戶(hù)間干擾，并利用得到的干擾功率的分布推導(dǎo)出系統(tǒng)的信干噪聲比分布，及基于奇異值分解的機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊模型的中斷

6、概率、誤符號(hào)率的表達(dá)式，并予以仿真驗(yàn)證。與干擾對(duì)齊相比，在發(fā)端信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)為0-25dB的區(qū)域性能相當(dāng)。另外，由理論分析得到了以下兩點(diǎn)結(jié)論：1)應(yīng)用基于奇異值分解的上行機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊技術(shù)得到的分集增益為d=1。2)基站只需要有比選出的用戶(hù)數(shù)量更多的天線(xiàn)來(lái)分配有用信號(hào)與干擾信號(hào)的空間即可，而不影響系統(tǒng)性能。
　　最后，在傳統(tǒng)的用戶(hù)選擇機(jī)制中加入代價(jià)函數(shù)，提高用戶(hù)選擇過(guò)程的公平性，使更多的