雙向中繼網(wǎng)絡中干擾對齊及壓縮感知技術研究.pdf

1、無線中繼是在不增加基站數(shù)目的前提下，有效擴大覆蓋范圍的一種技術。通過利用網(wǎng)絡編碼，雙向中繼協(xié)議可獲得比單向中繼協(xié)議更高的頻譜效率?？紤]到放大轉發(fā)雙向中繼傳輸?shù)牡蛷碗s度和高效的傳輸效率，本文研究的場景建立在放大轉發(fā)雙向中繼網(wǎng)絡(Amplify and Forward-Two Way Relay Network，AF-TWRN)之上。為了在AF-TWRN中追求更高的信道容量，需要有效地降低乃至消除用戶間的干擾這個制約容量的重要因素。干擾對齊

2、（Interference Alignment, IA）作為干擾管理研究的新方向，可以有效降低網(wǎng)絡中用戶間的干擾，提高系統(tǒng)性能。要實現(xiàn)IA，各節(jié)點需要知道信道狀態(tài)信息，這一點可以通過信道估計來獲得。基于壓縮感知（Compressive Sensing，CS）的稀疏多徑信道估計方法相比于傳統(tǒng)的信道估計方法，可以充分利用放大轉發(fā)雙向中繼信道（Amplify and Forward- Two Way Relay Channel, AF-TWR

3、C）的稀疏多經(jīng)結構，大大提高系統(tǒng)資源利用率。論文的主要內容如下：
　　第一，利用CS對AF-TWRC進行信道估計。首先將TWRC的信道估計問題轉換到點到點的信道估計問題上來。然后對轉換后形成的級聯(lián)卷積信道用正交匹配追蹤算法(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)進行信道估計。文中設計的方法相比于傳統(tǒng)的信道估計方法，可以大大降低訓練序列的長度。
　　第二，針對蜂窩小區(qū)中存在的用戶間干擾問題，在改進的扇

4、區(qū)天線小區(qū)模型下，通過對蜂窩小區(qū)進行分組，分別針對小區(qū)間干擾和用戶間干擾設計兩個級聯(lián)的預編碼矩陣來實現(xiàn)干擾對齊。同時，考慮到平均分配功率的方法不能最好利用基站總功率，因而采用一種基于信道矩陣跡的算法來實現(xiàn)基站功率的動態(tài)分配。文中所提算法可以迅速降低系統(tǒng)誤碼率，提高系統(tǒng)的可達和速率以及用戶平均速率。
　　第三，研究干擾對齊與網(wǎng)絡編碼在AF-TWRN中的聯(lián)合應用。設計將干擾對齊思想應用到多用戶AF-TWRN中，結合網(wǎng)絡編碼，通過在多址