本文關(guān)鍵詞：基于分布式多小區(qū)系統(tǒng)的多點協(xié)作傳輸技術(shù)研究

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【摘要】：在分布式多小區(qū)系統(tǒng)中的多點協(xié)作傳輸技術(shù),不僅對小區(qū)間干擾的抑制和系統(tǒng)吞吐率的提升起著重要作用,而且可以使系統(tǒng)避免由大量數(shù)據(jù)反饋、信息交互和共享所引起的處理負(fù)擔(dān),以及編解碼等操作的較高的計算復(fù)雜度,使得協(xié)作基站擁有較高的分布性或靈活性。在分布式多小區(qū)系統(tǒng)的多點協(xié)作切換技術(shù)中,選擇合適的協(xié)作組合是提高切換服務(wù)質(zhì)量、促進(jìn)切換效率與成功的關(guān)鍵。本文的研究主要涉及分布式多小區(qū)系統(tǒng)中的多點協(xié)作傳輸技術(shù),包括基于本地信道狀態(tài)信息的協(xié)作波束成形、基于小區(qū)內(nèi)本地信道狀態(tài)信息的協(xié)作波束成形和分布式多小區(qū)系統(tǒng)中的多點協(xié)作切換問題。主要研究內(nèi)容與成果如下：(1)研究了基于本地信道狀態(tài)信息的協(xié)作波束成形,提出了一個基于迫零算法的用戶選擇算法。傳統(tǒng)的協(xié)作波束成形方案經(jīng)常忽略兩個實際條件：一是小區(qū)內(nèi)干擾和小區(qū)間干擾同時存在,二是系統(tǒng)用戶數(shù)大于基站發(fā)射天線數(shù),所以在包含上述兩個實際條件的分布式多小區(qū)系統(tǒng)中研究和設(shè)計協(xié)作波束成形。首先,提出了一個基于迫零算法的用戶選擇算法,該選擇算法將系統(tǒng)用戶分為兩大類：第一類是有資格參與迫零算法的用戶組,第二類包含其余沒有資格參與迫零算法的用戶。建議的選擇準(zhǔn)則是將信道之間的厄米角作為信道之間的相似度,找出與其余本地信道相似度最大的信道參與迫零算法。選擇準(zhǔn)則使用戶選擇不再拘泥于每個小區(qū)固定的用戶名額,使選擇具有較好的靈活性。然后,證明了該用戶選擇算法的有效性。最后,與傳統(tǒng)算法相比,仿真結(jié)果表明建議算法可以達(dá)到更高的速率,在不同的基站發(fā)射天線數(shù)下建議算法也具有更強的干擾抑制能力。(2)在基站已知小區(qū)內(nèi)本地信道狀態(tài)信息的條件下,提出了一個利用訓(xùn)練學(xué)習(xí)的協(xié)作波束成形算法。首先,利用當(dāng)線性方程組有唯一非零解時的一個性質(zhì),獲取了基站小區(qū)外本地信道的方向向量。其次,為了使用戶引起最小對外干擾,提出將基站所有本地干擾信道的最小特征值所對應(yīng)的特征向量作為用戶的波束成形向量,并證明了所提結(jié)論。然后,由于上述特征向量的獲得需要獲取本地干擾信道的幅度,于是提出一種基于訓(xùn)練學(xué)習(xí)和小區(qū)內(nèi)本地信道的獲取干擾信道的幅度的算法。所提出算法通過若干固定步驟的訓(xùn)練,使基站可以估測到不同時間段的基站間干擾,然后基站利用這些基站間干擾估測量的差值之比,就可以得到干擾信道的幅度值,訓(xùn)練過程需要一對基站之間相互配合地改變發(fā)射功率和波束成形。最后,仿真結(jié)果表明所提算法使小區(qū)保持較好的和速率性能,隨著基站天線數(shù)逐漸增大,建議算法的速率性能優(yōu)勢越明顯。(3)提出了一種基于梯度迭代的協(xié)作切換組合的選擇方案,以便于分布式多點協(xié)作切換的有效完成。首先,建立一個基于目標(biāo)基站的本地信道的效用函數(shù),不僅可以最大化目標(biāo)小區(qū)和速率,而且可以控制對協(xié)作組合中的其余小區(qū)的干擾。此效用函數(shù)無需其他基站的本地信道,便于分布式基站的使用。其次,提出一種基于梯度迭代的協(xié)作切換組合的選擇準(zhǔn)則,該準(zhǔn)則利用梯度迭代原理去最大化上述效用函數(shù),從而根據(jù)效用函數(shù)值來判斷備選協(xié)作組合參與切換時對目標(biāo)用戶性能的提升效果。利用厄米正定矩陣的性質(zhì)證明了梯度迭代的收斂性。然后,提出了一種協(xié)作切換方案,該方案不僅考慮到了目標(biāo)小區(qū)總體和速率性能,而且利用方差去判斷備選組合能否保證對個體用戶性能的公平性,從以上兩個方面共同決定協(xié)作切換組合。最后,仿真表明,相比較于傳統(tǒng)算法,建議的梯度迭代算法可以更好地提升小區(qū)和速率,在用戶移動速度逐漸增大的情況下,建議的協(xié)作切換方案可以保持較好的切換成功率和有效地降低乒乓切換率。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：1219793