本文關(guān)鍵詞：多源多宿場(chǎng)景下的波束賦形相關(guān)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)今的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,多制式,多小區(qū),多用戶并行通信,伴隨新技術(shù)的出現(xiàn),系統(tǒng)傳輸模型已經(jīng)由原來的單源單宿(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸),單源多宿(多播或廣播系統(tǒng))向協(xié)作式通信的多源單宿(如協(xié)作中繼通信,中繼節(jié)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)源),多源多宿(如多小區(qū)多用戶協(xié)作傳輸,X信道)場(chǎng)景變化。新的場(chǎng)景下多源協(xié)作傳輸可以有效地獲取空間分集增益(如協(xié)作中繼技術(shù))及空間復(fù)用增益(干擾對(duì)齊技術(shù)),因此多源多宿場(chǎng)景下的波束賦形相關(guān)技術(shù)研究(包含收發(fā)機(jī)的聯(lián)合設(shè)計(jì))就成為需要解決的關(guān)鍵問題。本文依次展開多源單宿場(chǎng)景及多源多宿場(chǎng)景下的研究,多源單宿場(chǎng)景中,本文以協(xié)作中繼通信作為典型研究?jī)?nèi)容,中繼節(jié)點(diǎn)作為轉(zhuǎn)發(fā)源向信宿轉(zhuǎn)發(fā)信源信號(hào)。多源多宿場(chǎng)景下干擾協(xié)調(diào)是需要解決的主要問題,基于干擾對(duì)齊技術(shù)進(jìn)行研究。本文進(jìn)行了四種通信場(chǎng)景下的研究,通信場(chǎng)景由簡(jiǎn)到繁,針對(duì)不同場(chǎng)景下現(xiàn)有研究存在的問題,提出新的算法進(jìn)行收發(fā)機(jī)的聯(lián)合設(shè)計(jì),主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)研究了單用戶雙跳MIMO放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),提出了兩種迭代優(yōu)化算法,在信號(hào)模型中同時(shí)考慮了源端到目的端直接鏈路的影響與信道測(cè)量誤差的影響,理論推導(dǎo)了該條件下發(fā)端發(fā)送矩陣及中繼轉(zhuǎn)發(fā)矩陣的解析結(jié)構(gòu),以MMSE準(zhǔn)則為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,進(jìn)行優(yōu)化問題建模,通過將非凸優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為凸的子問題,使用迭代算法進(jìn)行求解,并進(jìn)行了算法收斂性與復(fù)雜度的分析,最終實(shí)現(xiàn)了源端發(fā)送矩陣,中繼端轉(zhuǎn)發(fā)矩陣,目的端接收矩陣的聯(lián)合優(yōu)化。仿真結(jié)果表明在不同的直接鏈路信號(hào)強(qiáng)度和不同的信道測(cè)量誤差下,所提算法性能均優(yōu)于現(xiàn)有算法。(2)研究了多用戶雙跳MIMO放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。多用戶中繼通信場(chǎng)景廣泛存在,現(xiàn)有的多用戶場(chǎng)景下的多數(shù)研究忽視了直接鏈路信號(hào)的影響。本章所提算法考慮了源端到目的端直接鏈路信號(hào)的有效利用,可以在基本不增加算法復(fù)雜度的條件下,獲得額外的空間分集增益,從而有效提高系統(tǒng)性能。本章理論推導(dǎo)了在考慮直接鏈路下多用戶雙跳MIMO放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)中的最佳中繼轉(zhuǎn)發(fā)矩陣與源端發(fā)送矩陣。理論推導(dǎo)表明無論直接鏈路信號(hào)的強(qiáng)弱,所提算法均可以為MSE的降低提供正增益。仿真結(jié)果表明所提算法的MSE性能與BER性能均優(yōu)于現(xiàn)有算法。(3)研究了一種機(jī)會(huì)性調(diào)度算法來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)發(fā)送端,兩個(gè)目的端的x信道下盲干擾對(duì)齊,通過在信道資源和用戶資源兩個(gè)層面的調(diào)度來獲得自由度增益。將問題建模為一個(gè)線性整數(shù)規(guī)劃問題,通過對(duì)這一問題的求解來獲得簡(jiǎn)單可行的調(diào)度方法,并證明了這一方法的可行性。所有的用戶都可以參與構(gòu)成一個(gè)2用戶2×1的盲干擾對(duì)齊對(duì),進(jìn)行完全盲干擾對(duì)齊或者部分盲干擾對(duì)齊。在用戶對(duì)之間進(jìn)行輪詢調(diào)度,每個(gè)用戶具有相同的傳輸機(jī)會(huì)。我們給出了算法的可達(dá)自由度期望,當(dāng)K≥10時(shí),對(duì)于K用戶2×1X信道或廣播信道,系統(tǒng)可達(dá)自由度可以逼近4/3。(4)研究了多小區(qū)多用戶上行傳輸場(chǎng)景下的迭代收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)與用戶聯(lián)合調(diào)度的機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊算法,相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)會(huì)干擾對(duì)齊算法進(jìn)一步挖掘了多用戶分集增益。所提算法以最大化小區(qū)和速率為目標(biāo),顯著提高了中低信噪比下干擾對(duì)齊的和速率性能。所提的基于SLNR-SINR的雙準(zhǔn)則迭代算法,迭代中聯(lián)合優(yōu)化發(fā)端的波束賦形向量,收端接收矩陣以及服務(wù)用戶集。盡管迭代操作增加了算法的計(jì)算復(fù)雜度,由于每次迭代產(chǎn)生的新的波束賦形向量,接收矩陣及用戶集都可以在下次傳輸中使用,迭代過程可以在線進(jìn)行。仿真結(jié)果表明所提算法相對(duì)于傳統(tǒng)算法可以獲得明顯的和速率提升。

  本文關(guān)鍵詞：多源多宿場(chǎng)景下的波束賦形相關(guān)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。