【摘要】：隨著無線通信的快速發(fā)展,日益增長的通信的需求與稀缺的頻譜資源之間的矛盾凸顯,而其中多輸入多輸出(Multiple Input and Multiple Input,MIMO)系統(tǒng)由于其可以在不需要增加帶寬的情況下大幅度增加系統(tǒng)的吞吐量受到許多矚目。MIMO技術(shù)利用多根發(fā)射天線和多根接收天線所提供的空間自由度可以有效提升無線通信的頻譜效率。然而在多小區(qū)MIMO系統(tǒng)中存在天線間干擾、用戶間干擾、小區(qū)間干擾等多種干擾問題嚴重影響了MIMO技術(shù)的使用。因此多小區(qū)MIMO系統(tǒng)的干擾管理問題已經(jīng)成為了現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)面臨的一個關(guān)鍵問題。到目前為止,已經(jīng)有多種干擾管理技術(shù)被提了出來,而其中,干擾對齊(Interference Alignment,IA)技術(shù)被認為是干擾管理的一個重大突破。干擾對齊是通過壓縮干擾信號所占的信號維度,為期望信號提供更多的無干擾信號維度進行數(shù)據(jù)傳輸。這項技術(shù)能夠使得多小區(qū)MIMO系統(tǒng)的自由度得到很大提升,因此研究多小區(qū)MIMO系統(tǒng)下的IA技術(shù)是具有很重要的意義的。然而對于現(xiàn)有的多小區(qū)MIMO廣播信道下干擾對齊技術(shù)的研究,主要針對對稱系統(tǒng)模型,也即各個小區(qū)的用戶數(shù)是相等的,每個用戶的數(shù)據(jù)流也是相等的,還有每個基站和用戶的天線數(shù)也分別是相等的。在這樣的系統(tǒng)模型下,通過干擾對齊技術(shù),研究系統(tǒng)能達到自由度。而對于非對稱多小區(qū)MIMO廣播信道模型下系統(tǒng)所能達到的自由度相關(guān)的研究結(jié)論卻較少。針對這一背景,本文提出了一種適用于非對稱MIMO多小區(qū)廣播信道下的廣義分組干擾對齊算法。通過聯(lián)合設(shè)計一個小區(qū)所有用戶接收端的信號處理矩陣,對齊來自非本小區(qū)基站的小區(qū)間干擾信號,然后通過設(shè)計基站的發(fā)射預(yù)編碼矩陣,使得發(fā)送的期望信號在接收端與干擾信號是正交的,這樣用戶就可以無干擾的解碼期望信號。此外本文還引用了關(guān)于圖論的一些結(jié)論分析了所提出的廣義分組干擾對齊算法在非對稱MIMO多小區(qū)廣播信道模型下的可行性,以及推導(dǎo)了本文所提出的廣義分組干擾對齊算法所能達到的自由度,仿真驗證表明,本文所提出的廣義分組干擾對齊算法,可以達到比已有干擾對齊算法更高的自由度。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication, the contradiction between the increasing demand for communication and the scarce spectrum resources is highlighted. Among them, multiple input multiple output (MIMO) systems have been proposed by many researchers using multiple transmit antennas and multiple receiving antennas because of their ability to significantly increase the throughput of the system without increasing the bandwidth. The spatial degree of freedom can effectively improve the spectrum efficiency of wireless communication. However, interantenna interference, inter-user interference and inter-cell interference exist in multi-cell MIMO systems, which seriously affect the use of MIMO technology. Therefore, interference management in multi-cell MIMO systems has become a key problem in modern wireless communication systems. Up to now, a variety of interference management techniques have been proposed, among which, Interference alignment (IA) technology is considered as a major breakthrough in interference management. Interference alignment is by compressing the signal dimension occupied by the interference signal to provide more non-interference signal dimensions for the desired signal for data transmission. This technique can greatly improve the degree of freedom of multi-cell MIMO system, so it is of great significance to study IA technology in multi-cell MIMO system. However, for the existing multi-cell MIMO broadcast channel interference alignment technology, mainly aimed at the symmetric system model, that is, the number of users in each cell is equal, and the data flow of each user is also equal. The number of antennas for each base station and user is also equal. In this system model, the system can achieve degree of freedom by interference alignment technology. However, there are few researches on the degree of freedom correlation under the asymmetric multi-cell MIMO broadcast channel model. In this paper, a generalized packet interference alignment algorithm for asymmetric MIMO multi-cell broadcast channels is proposed. By jointly designing a signal processing matrix for all users of the cell, the interference signals from the non-cell base station are aligned, and then the transmission precoding matrix of the base station is designed. The transmitted desired signal is orthogonal to the interference signal at the receiver so that the user can decode the desired signal without interference. In addition, some conclusions about graph theory are cited to analyze the feasibility of the proposed generalized packet interference alignment algorithm under the asymmetric MIMO multi-cell broadcast channel model. And the degree of freedom of the generalized packet interference alignment algorithm proposed in this paper is deduced. The simulation results show that the proposed generalized packet interference alignment algorithm can achieve higher degrees of freedom than the existing interference alignment algorithm.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN919.3

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