本文以利用干擾提高頻譜效率和能量利用率為目標(biāo),面向未來無線通信系統(tǒng)中的三大新型應(yīng)用場景——密集化小區(qū)、動態(tài)時分雙工（Time Division Duplex,TDD）系統(tǒng)和帶有能量收集節(jié)點的多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng),開展了基于干擾對齊（Interference Alignment,IA）和速率分拆（Rate Splitting,RS）的協(xié)作傳輸技術(shù)的研究,通過方案設(shè)計和理論推導(dǎo),提升了IA和RS在新場景中的實用性和適應(yīng)性。主要工作和創(chuàng)新點如下:針對動態(tài)TDD下非對稱上下行干擾網(wǎng)絡(luò),本文提出了兩種分別基于速率分拆和干擾對齊的協(xié)作傳輸方案,利用干擾強度和方向等性質(zhì),實現(xiàn)了更為高效的干擾管理,獲得了更高的頻譜效率�；赗S的非對稱上下行協(xié)作方案利用了新干擾源的性質(zhì)緩解干擾,聯(lián)合優(yōu)化傳輸方向、用戶配對和協(xié)方差矩陣以最大化平均和速率。研究結(jié)果表明與傳統(tǒng)的對稱上下行傳輸相比,基于RS的非對稱上下行傳輸策略可以顯著提高小區(qū)邊緣用戶和密集小區(qū)的性能�；贗A的非對稱上下行協(xié)作方案利用不同的干擾強度對部分干擾進行對齊,降低了干擾對齊閉式解對天線數(shù)的需求;提出了最小化加權(quán)均方誤差（Mean Square Error... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：224 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 干擾對齊
        1.2.2 速率分拆
        1.2.3 帶有能量收集節(jié)點的多小區(qū)協(xié)作傳輸
    1.3 有待解決的問題
    1.4 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
    1.5 論文的章節(jié)安排
第二章 干擾信道的（廣義）自由度理論
    2.1 引言
    2.2 干擾信道自由度的研究
    2.3 兩用戶確定干擾信道的一般模型
        2.3.1 廣義自由度域
        2.3.2 對稱廣義自由度
    2.4 單天線對稱干擾信道的廣義自由度
        2.4.1 對稱GDoF可獲得方案一:速率分拆
        2.4.2 對稱GDoF可獲得方案二:信號水平干擾對齊
    2.5 多天線干擾信道的廣義自由度域
        2.5.1 簡化的HK編碼方案
        2.5.2 HK編碼方案的GDoF最優(yōu)性
    2.6 非對稱干擾信道的（廣義）自由度表征
        2.6.1 非對稱上下行兩小區(qū)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的和自由度
        2.6.2 非對稱干擾信道的廣義自由度表征
    2.7 非理想CSIT下對稱廣義自由度
        2.7.1 非理想CSIT下對稱廣義自由度的表征
        2.7.2 對稱GDoF可獲得方案:速率分拆
    2.8 本章小結(jié)
第三章 動態(tài)TDD輔助的非對稱上下行協(xié)作傳輸技術(shù)
    3.1 引言
    3.2 基于速率分拆技術(shù)的非對稱上下行協(xié)作傳輸方案
        3.2.1 系統(tǒng)模型
        3.2.2 基于速率分拆的聯(lián)合優(yōu)化傳輸方案
        3.2.3 仿真結(jié)果及討論
    3.3 基于干擾對齊技術(shù)的非對稱上下行協(xié)作傳輸方案
        3.3.1 系統(tǒng)模型
        3.3.2 ZF-IA的級聯(lián)收發(fā)機設(shè)計
        3.3.3 基于正則化的ZF-IA的收發(fā)機設(shè)計
        3.3.4 仿真結(jié)果及討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 非理想回程鏈路下基于干擾對齊的混合協(xié)作傳輸技術(shù)
    4.1 引言
    4.2 非理想回程鏈路下基于干擾對齊的混合協(xié)作傳輸策略的性能分析
        4.2.1 一般的協(xié)作傳輸模型
        4.2.2 通過非理想回程鏈路進行CSI和數(shù)據(jù)的共享
        4.2.3 非理想回程鏈路下的混合協(xié)作傳輸設(shè)計
        4.2.4 性能分析
        4.2.5 仿真結(jié)果及討論
    4.3 基于格萊斯曼流形的干擾對齊混合協(xié)作傳輸方案
        4.3.1 系統(tǒng)模型
        4.3.2 基于格萊斯曼流形梯度的干擾對齊收發(fā)機設(shè)計
        4.3.3 仿真結(jié)果及討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于速率分拆和干擾對齊的多小區(qū)協(xié)作傳輸技術(shù)
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型
        5.2.1 情況一:公共部分編碼為超級公共信息
        5.2.2 情況二:公共部分采用JT模式傳輸
        5.2.3 量化的CSI誤差
    5.3 基于信號和干擾聯(lián)合對齊的速率分拆策略
    5.4 SIA-RS方案的性能分析
        5.4.1 關(guān)鍵變量的統(tǒng)計特性
        5.4.2 平均和速率
        5.4.3 中斷概率
        5.4.4 誤符號率
    5.5 性能損失漸近分析
        5.5.1 和速率損失
        5.5.2 中斷概率損失
        5.5.3 誤碼率損失
    5.6 情況一和情況二的對比
    5.7 仿真與討論
        5.7.1 平均和速率性能
        5.7.2 中斷概率
        5.7.3 誤符號率
    5.8 本章小結(jié)
第六章 帶有能量收集節(jié)點的多小區(qū)協(xié)作傳輸技術(shù)
    6.1 引言
    6.2 基于速率和功率分拆的魯棒的SWIPT收發(fā)機設(shè)計方案
        6.2.1 系統(tǒng)模型
        6.2.2 基于RS的魯棒的收發(fā)機設(shè)計
        6.2.3 基于RS的非魯棒的收發(fā)機設(shè)計
        6.2.4 聯(lián)合目標(biāo)公共速率的優(yōu)化算法
        6.2.5 仿真結(jié)果與討論
    6.3 能量協(xié)作系統(tǒng)中基于速率分拆的魯棒的協(xié)作傳輸方案
        6.3.1 系統(tǒng)模型
        6.3.2 魯棒的收發(fā)機設(shè)計
        6.3.3 仿真結(jié)果及討論
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文工作總結(jié)
    7.2 下一階段展望
參考文獻
附錄A 第四章的相關(guān)證明和計算過程
    A.1 計算和速率關(guān)于預(yù)編碼的梯度
    A.2 引理42的證明
附錄B 第五章的相關(guān)證明和計算過程
    B.1 引理5.1的證明
    B.2 引理5.2的證明
附錄C 第六章的相關(guān)證明和計算過程
    C.1 定理6.1的推導(dǎo)過程
    C.2 定理6.2的推導(dǎo)過程
    C.3 Schur補定理
縮略語表
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和專利



本文編號：3150510