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基于級(jí)聯(lián)預(yù)編碼的蜂窩下行機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊

發(fā)布時(shí)間:2019-07-22 15:55
【摘要】:針對(duì)多天線蜂窩網(wǎng)絡(luò)下行干擾信道,利用級(jí)聯(lián)預(yù)編碼思想和以干擾對(duì)齊為用戶調(diào)度準(zhǔn)則的隨機(jī)波束賦形方法,提出了一種機(jī)會(huì)式干擾對(duì)齊算法。在基站與被選中用戶的下行鏈路中,雙層預(yù)編碼的設(shè)計(jì)可以同時(shí)處理小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間干擾。與普通的隨機(jī)波束賦形算法相比,方法使得系統(tǒng)具有更大和容量且有更高的能量效率,仿真驗(yàn)證了算法的優(yōu)越性。
【圖文】:
初湊干擾對(duì)齊模型一基站從用戶組早洗擇服務(wù)用戶
戶的天線數(shù)為L(zhǎng),第k個(gè)基站到第i個(gè)小區(qū)的第j個(gè)用戶的信道矩陣H[i,]jk∈CL×M為平坦衰落信道,信道矩陣H[i,]jk中的元素相互獨(dú)立并且服從均值為0,方差為1的復(fù)高斯分布。如圖1所示,每個(gè)基站從本小區(qū)內(nèi)選擇S(S≤N)個(gè)用戶作為服務(wù)用戶,此時(shí)被選中的用戶數(shù)j=1,…,S,假設(shè)基站采用干擾對(duì)齊算法選定的預(yù)編碼向S個(gè)用戶傳輸d個(gè)數(shù)據(jù)流,則i小區(qū)內(nèi)j用戶的接收信號(hào)可以寫做:y[i,]j=H[i,]jiv[i,]jx[i,j}]desiredsignal+∑Nn=1,n≠jH[i,n]iv[i,n]x[i,n]intra-cellinterference+∑Kk=1,k≠iH[i,]jkvkxkinter-cellinterference+z[i,]j(1)其中:z[i,]j∈CL×1是附加噪聲,其元素服從獨(dú)立同分布均值為0,方差為σ2的復(fù)高斯分布;在接收端每個(gè)小區(qū)內(nèi)的用戶通過左乘解碼矩陣u[i,]j,得到的接收信號(hào)為y[i,]j=uH[i,]jH[i,]jiv[i,]jx[i,]j+uH[i,]jH[i,]ji∑Ss=1,s≠jv[i,s]x[i,s]+uH[i,]j∑Kk=1,k≠iH[i,]jkvkxk+uH[i,,]jz[i,]j(2)在設(shè)計(jì)好內(nèi)層預(yù)編碼矩陣v[i,]j和接收濾波矩陣u[i,]j后,小區(qū)i中第j個(gè)用戶的第m個(gè)數(shù)據(jù)流上的信干噪比SINR[i,]jm可以表示為SINR[i,]jm=|um[i,]jHH[i,]jiV[i,]jm|2σ2‖u[i,]jm‖2+I[i,]jm(3)其中:u[i,]jm為接收濾波矩陣u[i,]j的第m列,V[i,]jm為預(yù)編碼矩陣的第m列。I[i,]jm=∑da=1,a≠m|um?
系統(tǒng)和容量隨著信噪比Ah亦讓瀚烤
?奇異值對(duì)應(yīng)的右奇異向量作為接收端波束賦形向量。此時(shí)反饋的調(diào)度系數(shù)為最小奇異值的二范數(shù),即η[i,]j=σ[i,]jL2。3仿真驗(yàn)證將本文中的算法與基于最大信干噪比(Max-SINR)的隨機(jī)波束賦形算法進(jìn)行仿真比較;贛ax-SINR算法在廣播一組隨機(jī)正交波束后,每個(gè)用戶分別反饋其在各個(gè)波束上的信干噪比,基站為每一個(gè)波束選擇可以實(shí)現(xiàn)最大信干噪比的用戶,并將該波束作為該被選中用戶的波束賦形向量,基于Max-SINR的隨機(jī)波束賦形在設(shè)計(jì)接收端波束向量和用戶選擇機(jī)制都是最大化目標(biāo)信號(hào)的信干噪比的。圖3是在K=3,M=3,L=3,N=50的蜂窩下行干擾信道中,系統(tǒng)和容量隨信噪比的變化曲線,可以發(fā)現(xiàn)在這個(gè)干擾受限的例子中,基于級(jí)聯(lián)預(yù)編碼的機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊比Max-SINR算法的系統(tǒng)和容量大,因?yàn)樗耆诵^(qū)中用戶間干擾,同時(shí)有效抑制了小區(qū)間的干擾。而基于Max-SINR算法在選擇用戶時(shí)僅考慮到能在該波束上實(shí)現(xiàn)最大信干噪比而沒有考慮到多波束干擾。特別的是,當(dāng)信噪比較低時(shí),級(jí)聯(lián)預(yù)編碼算法得到的和容量是小于Max-SINR算法的,這是因?yàn)樵谛旁氡容^低時(shí)本文的算法還沒有及時(shí)選擇出最合適的用戶。圖4是同上的場(chǎng)景下兩種算法的平均能量效率對(duì)比圖,與文獻(xiàn)[15]相似,平均能量效率被定義為單位帶寬內(nèi)單位能量傳輸?shù)男畔⒈忍財(cái)?shù),即log2(1+SINRk)/P(k),其單位為bit/(Hz·J),其中P(k)是用戶k的發(fā)送功率。本文算法中接收端得到的期望信號(hào)功率與干擾信號(hào)功率均是小于max-SINR算法的,但是平均能量效率在信噪比超過特定范圍后是大于max-SINR的隨機(jī)波束賦形算法。圖5是在K=3,M=4,L=2,信噪比為25dB時(shí)蜂窩下行干擾信道中,隨著每個(gè)小區(qū)內(nèi)用戶數(shù)增加,本文的算法與max-SINR算法的系統(tǒng)和容量隨信噪比的變化圖,可
【作者單位】: 重慶郵電大學(xué)移動(dòng)通信技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(IRT1299) 重慶市科委項(xiàng)目(CSTC2012jj A40044,CSTC2013yykf A40010);重慶市科委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目 重慶郵電大學(xué)自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(A2011-51)
【分類號(hào)】:TN911.4

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào):2517720

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