【摘要】：多小區(qū)協(xié)作能夠有效的消除小區(qū)間干擾,提升小區(qū)邊緣用戶的速率和用戶服務(wù)的公平性。參與協(xié)作的基站之間通過(guò)進(jìn)行交互信道狀態(tài)信息(Channel State Information, CSI)以及用戶的數(shù)據(jù),不僅可以消除干擾,還可以有效的利用干擾,從而提升系統(tǒng)的吞吐量。協(xié)作的基站可以在上行鏈路中進(jìn)行聯(lián)合譯碼,在下行鏈路中進(jìn)行聯(lián)合預(yù)編碼。從理論上講,如果基站之間能夠完美地進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息交互,干擾可以完全消除掉。但是實(shí)際應(yīng)用多小區(qū)技術(shù)時(shí),協(xié)作基站之間需要部署回程鏈路來(lái)完成信道狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)的交互。因?yàn)榛局g進(jìn)行信息交互的回程鏈路容量或者時(shí)延并不是完美的,所以實(shí)際多小區(qū)協(xié)作技術(shù)會(huì)受到回程鏈路容量以及時(shí)延的約束。針對(duì)多小區(qū)協(xié)作技術(shù)在實(shí)際部署中回程鏈路的容量受約束問(wèn)題,本文研究在回程鏈路容量受限下多小區(qū)協(xié)作方案設(shè)計(jì)、基站量化方案選擇以及中心處理端聯(lián)合檢測(cè)性能分析等相關(guān)問(wèn)題,主要內(nèi)容包括：1)研究回程鏈路容量受限下的多小區(qū)協(xié)作方案設(shè)計(jì)問(wèn)題。在兩用戶兩基站場(chǎng)景下,考慮基站具有一定的譯碼能力,研究如何分配基站譯碼和中心處理節(jié)點(diǎn)聯(lián)合譯碼來(lái)最大化系統(tǒng)用戶速率和。在研究中,用戶端需要將傳輸信息分為基站譯碼信息和聯(lián)合譯碼信息,通過(guò)疊加編碼形成發(fā)射信號(hào)。進(jìn)而通過(guò)無(wú)線信道傳送到基站,基站先對(duì)用戶基站譯碼信息進(jìn)行譯碼,然后將剩下的接收信號(hào)壓縮轉(zhuǎn)發(fā)給中心處理節(jié)點(diǎn)。中心處理節(jié)點(diǎn)先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解壓縮再對(duì)用戶信息進(jìn)行聯(lián)合譯碼。研究發(fā)現(xiàn),提出的方案能夠在回程鏈路容量受約束下提升系統(tǒng)用戶速率和。進(jìn)一步,基于現(xiàn)在用戶請(qǐng)求信息內(nèi)容的相同與不同,將用戶在基站譯碼信息進(jìn)一步細(xì)化分為公信息和私信息兩種,公信息指用戶發(fā)射的相同信息,私信息是指用戶發(fā)射的不同信息。同樣研究如何分配公信息、私信息和聯(lián)合譯碼信息來(lái)最大化系統(tǒng)用戶速率和。研究發(fā)現(xiàn)引入公信息和私信息可以提升基站的譯碼效率,從而進(jìn)一步提升回程鏈路容量受約束下系統(tǒng)性能。另外,本文在衡量方案性能時(shí)通過(guò)比較可達(dá)速率域,獲得該速率域的傳統(tǒng)方法是基于窮搜法。而本論文提出一種優(yōu)化算法得到可達(dá)速率域的邊界,大大降低窮搜的算法復(fù)雜度。2)研究基站量化轉(zhuǎn)發(fā)方案中量化方案選擇的問(wèn)題。由于回程鏈路容量受約束,基站需要對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行量化后再轉(zhuǎn)發(fā)給中心處理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合譯碼。本文考慮兩種不同情況：用戶有信干噪比(SINR)需求約束和用戶無(wú)SINR需求約束。論文分析了多用戶多基站場(chǎng)景下用戶輸入信號(hào)功率和基站量化誤差的協(xié)方差之間的關(guān)系。在用戶無(wú)SINR需求約束的情況下,本文提出聯(lián)合優(yōu)化用戶輸入信號(hào)功率和基站量化誤差協(xié)方差來(lái)最大化系統(tǒng)加權(quán)的用戶速率和。最終提出一種算法解決該非凸的優(yōu)化問(wèn)題并得到了全局最優(yōu)解。而當(dāng)用戶有SINR需求約束時(shí),研究發(fā)現(xiàn)用戶輸入信號(hào)功率與基站量化誤差協(xié)方差增加了耦合約束。通過(guò)對(duì)兩者之間的關(guān)系進(jìn)行分析,得到滿足用戶SINR需求約束下的基站量化誤差協(xié)方差的上下界。相關(guān)分析和結(jié)果給實(shí)際部署多小區(qū)協(xié)作技術(shù)時(shí)基站量化方案的選取具有指導(dǎo)意義。3)研究回程鏈路容量受約束下多小區(qū)協(xié)作中聯(lián)合檢測(cè)的性能。本文主要考慮協(xié)作規(guī)模與檢測(cè)性能的關(guān)系,在小規(guī)模協(xié)作下給出各種線性檢測(cè)方案的檢測(cè)矩陣。由于受到回程鏈路容量約束的影響,檢測(cè)矩陣需要滿足量化誤差協(xié)方差矩陣的約束。通過(guò)比較各種檢測(cè)方案的系統(tǒng)用戶遍歷速率和,可以看到在回程鏈路容量受約束下,不斷增加用戶端信噪比(SNR)并不能帶來(lái)用戶遍歷速率和的無(wú)限增加。而在大規(guī)模協(xié)作場(chǎng)景下,本文給出平均每個(gè)用戶速率的極限與協(xié)作基站數(shù)量的函數(shù)關(guān)系。在中心處理節(jié)點(diǎn)知道完美的CSI下,利用ZF檢測(cè)的平均每個(gè)用戶速率隨著協(xié)作基站數(shù)量增加反而會(huì)降低。而其他方案以及結(jié)合SIC的各種檢測(cè)方案隨著協(xié)作規(guī)模的增加,平均每個(gè)用戶的速率會(huì)不斷增加,但在較多數(shù)量的基站協(xié)作下依分布收斂于固定值。當(dāng)考慮中心處理節(jié)點(diǎn)不具有完美CSI時(shí),利用MRC檢測(cè)會(huì)存在最優(yōu)的協(xié)作基站數(shù)量。
【圖文】：

示的可達(dá)速率巧并不是光巧并且是凸的。當(dāng)使用時(shí)分復(fù)用的方《時(shí)，可Ｗ是兩逡逑個(gè)用戶的速率和達(dá)到最優(yōu)的凸包邊界。逡逑圖２．５刻畫的是在固定的ｂａｃｋｈａｄ容量下巧大速率和隨巧ＳＮＲ的變化�？桑ǎ浚荩卞义峡吹�，巧著ｂａｃｋｈａ山容量的X椉櫻誶傻模櫻危蟻倫畬笏俾屎馱諏獎(jiǎng)叮猓幔悖耄瑁嶸餃蒎義狹肯鹵ズ�，荚~乖誶傻偷模猓幔悖耄瑁幔酰烊萘肯攏材艿玫攪獎(jiǎng)叮猓幔悖耄瑁嶸餃萘康乃俾叔義希玻峰義

本文編號(hào)：2574000