無線網(wǎng)絡(luò)中干擾對齊算法研究.pdf

1、隨著無線通信的持續(xù)發(fā)展，頻譜資源的稀缺促使各種提高頻譜利用率的技術(shù)得到了巨大的發(fā)展，其中多輸入多輸出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)系統(tǒng)引起了越來越多的注意。MIMO系統(tǒng)中存在天線間干擾、用戶間干擾及基站間干擾等多類干擾問題。干擾對齊作為一種新的干擾處理策略，顛覆了傳統(tǒng)MIMO信道容量受限的觀點而成為研究熱點之一。發(fā)射機獲取信道狀態(tài)信息(CSI，Channel State Information

2、)的程度對干擾對齊的性能是一個很大的影響因素。本文主要研究了在理想的接收機信道狀態(tài)信息(CSIR，CSI of Receiver)條件下，發(fā)射機利用不同程度的CSI對干擾對齊算法產(chǎn)生的影響。具體如下:
　　 1)為了處理發(fā)射機沒有CSI的情況下的干擾對齊，在塊衰落模型基礎(chǔ)上研究了盲干擾對齊算法和交叉天線選取算法。分析了前者在X網(wǎng)絡(luò)和干擾信道下的應(yīng)用及后者在MISO廣播信道和X信道下的應(yīng)用。通過仿真分析得出:M×2 X信道能達到2

3、M/(M+1)的自由度;K用戶干擾信道能達到K/2自由度。M根發(fā)射天線K個單天線接收機的MISO BC(Multiple-Input Single-Output Broadcast Channel)信道能達到MK/(M+K-1)自由度。
　　 2)實際無線通信系統(tǒng)中發(fā)射機獲取的CSI(CSIT, CSI of Transmitter)總是存在一定的誤差，為了分析誤差對干擾對齊算法性能的影響，在Gauss-Markov信道估計誤差

4、模型下，研究了5種干擾對齊算法:交替最小化算法、漸近干擾對齊算法、最大化信干噪比算法、最小化干擾泄漏算法以及最小均方誤差估計算法。仿真結(jié)果表明:當信噪比小于20dB時，CSIT不精確系數(shù)β=0.01與擁有完美CSIT時的和速率幾乎相同，即不精確系數(shù)小于等于0.01時，CSIT的不精確度對系統(tǒng)和速率影響較小，可忽略不計。
　　 3)在快時變信道或高移動環(huán)境中，當前時刻與前一時刻CSI完全獨立條件下，發(fā)射機能夠通過反饋獲得過時的CS

5、I進行干擾對齊從而提高系統(tǒng)性能。重點研究了在MIMO廣播信道、X信道及干擾信道中，如何使用這些過時信息進行干擾對齊。通過仿真研究得出如下結(jié)論:利用過時的CSIT，系統(tǒng)獲得的總自由度與無CSIT相比都有適當增加;具體的，擁有KN根發(fā)射天線K個N天線接收機的MIMO廣播信道能達到KN/(1+1/2+…+1/K)的自由度;每個節(jié)點擁有N根天線的MIMO X信道能達到6N/5的自由度;每個節(jié)點擁有N根天線的3用戶MIMO干擾信道能達到9N/8的