多用戶MIMO干擾信道下的聯(lián)合干擾對(duì)齊和功率分配算法研究
本文關(guān)鍵詞:多用戶MIMO干擾信道下的聯(lián)合干擾對(duì)齊和功率分配算法研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)和用戶數(shù)的增多,頻譜成為極為有限的資源。多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)能在不增加系統(tǒng)帶寬和發(fā)送功率的前提下,大幅度地提升無(wú)線通信系統(tǒng)的可靠性和有效性。但是,多用戶MIMO系統(tǒng)將帶來(lái)非常大的干擾。干擾對(duì)齊技術(shù)作為一種新的干擾管理技術(shù),能提供比以往干擾管理技術(shù)更好的性能。本學(xué)位論文的選題來(lái)源于導(dǎo)師承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。本文主要研究多用戶MIMO干擾信道中的干擾對(duì)齊技術(shù),對(duì)干擾對(duì)齊的實(shí)現(xiàn)方式、常見(jiàn)分布式干擾對(duì)齊算法、聯(lián)合干擾對(duì)齊和功率分配算法進(jìn)行了研究,具體如下:(1)以MIMO X信道、K用戶MIMO干擾信道、SISO信道為例,研究了特定情況下干擾對(duì)齊的實(shí)現(xiàn)方式,其中重點(diǎn)闡述了3用戶MIMO干擾信道中干擾對(duì)齊技術(shù)在信號(hào)空間和信號(hào)尺度上的實(shí)現(xiàn),并仿真比較了3用戶MIMO干擾信道中采用空間干擾對(duì)齊方案與正交化方案時(shí)的和速率性能。仿真結(jié)果表明:采用干擾對(duì)齊,系統(tǒng)可以獲取更高的和速率。(2)介紹了五種分布式干擾對(duì)齊算法:最小化加權(quán)干擾泄露、最大化信干噪比、最小化均方誤差、交替最小化、秩約束秩最小化算法,并對(duì)這五種算法進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明,在和速率性能上,秩約束秩最小化算法最優(yōu),其次是最大化信干噪比和最小化均方誤差算法,最差的是最小化加權(quán)干擾泄露算法和交替最小化算法。(3)為了進(jìn)一步充分利用系統(tǒng)資源,同時(shí)基于算法復(fù)雜度的考慮,在最小干擾泄露算法的基礎(chǔ)上引入類注水功率算法對(duì)各用戶的各個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行功率分配,提出了一種聯(lián)合干擾對(duì)齊和功率分配算法,并采用迭代的方法求解。仿真結(jié)果表明:與等功率分配的最小加權(quán)干擾泄露算法相比,所提算法可以有效地降低總干擾功率,提高系統(tǒng)吞吐量。
【關(guān)鍵詞】:MIMO 干擾對(duì)齊 分布式算法 功率分配
【學(xué)位授予單位】:南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TN919.3
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 專用術(shù)語(yǔ)注釋表9-10
- 第一章 緒論10-16
- 1.1 研究背景與意義10-12
- 1.2 干擾對(duì)齊技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-14
- 1.3 本文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排14-16
- 第二章 多用戶MIMO信道模型及干擾對(duì)齊基本概念16-27
- 2.1 多用戶MIMO信道模型16-20
- 2.1.1 MIMO廣播信道和多址接入信道17-19
- 2.1.2 K用戶MIMO干擾信道19-20
- 2.1.3 MIMO X信道20
- 2.2 自由度20-22
- 2.3 干擾對(duì)齊關(guān)鍵技術(shù)22-23
- 2.3.1 預(yù)編碼22
- 2.3.2 反饋22-23
- 2.4 干擾對(duì)齊技術(shù)的起源-索引編碼23-24
- 2.5 干擾對(duì)齊的可行性24-26
- 2.5.1 可解系統(tǒng)與不可解系統(tǒng)25-26
- 2.6 本章小結(jié)26-27
- 第三章 理想干擾對(duì)齊的實(shí)現(xiàn)27-39
- 3.1 MIMO X信道的干擾對(duì)齊27-28
- 3.2 K用戶MIMO干擾信道的干擾對(duì)齊28-35
- 3.2.1 信號(hào)空間干擾對(duì)齊28-34
- 3.2.2 信號(hào)尺度干擾對(duì)齊34-35
- 3.3 K用戶SISO信道的干擾對(duì)齊35-36
- 3.4 仿真與分析36-37
- 3.5 本章小結(jié)37-39
- 第四章 分布式干擾對(duì)齊算法39-53
- 4.1 分布式干擾對(duì)齊算法的關(guān)鍵點(diǎn)39
- 4.2 分布式干擾對(duì)齊算法介紹39-49
- 4.2.1 最小化加權(quán)干擾泄露算法39-42
- 4.2.2 最大化信干噪比算法42-44
- 4.2.3 最小化均方誤差算法44-45
- 4.2.4 交替迭代最小化算法45-47
- 4.2.5 秩約束秩最小化算法47-49
- 4.3 仿真與分析49-52
- 4.4 本章小結(jié)52-53
- 第五章 多用戶MIMO干擾信道的聯(lián)合干擾對(duì)齊和功率分配算法研究53-64
- 5.1 系統(tǒng)建模53-54
- 5.2 一種新穎的效用函數(shù)54-56
- 5.3 聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題的解耦56-59
- 5.3.1 非等功率分配條件下的最小干擾泄露算法56
- 5.3.2 基于效用函數(shù)的類注水功率分配算法56-58
- 5.3.3 聯(lián)合干擾對(duì)齊和功率分配算法58-59
- 5.4 仿真與分析59-63
- 5.5 本章小結(jié)63-64
- 第六章 總結(jié)與展望64-66
- 參考文獻(xiàn)66-69
- 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文69-70
- 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目70-71
- 致謝71
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本文編號(hào):371988
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