發(fā)布時間：2017-07-29 10:05

  本文關(guān)鍵詞：信道信息受限下的干擾管理研究

  更多相關(guān)文章： 無線通信網(wǎng)絡(luò) 多天線 干擾對齊 信號子空間 本地信道狀態(tài)信息 有限反饋

【摘要】：隨著無線通信系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大以及無線通信需求的迅猛增長,干擾已經(jīng)成為影響系統(tǒng)性能的主要瓶頸。在下一代無線通信系統(tǒng)中,干擾管理勢必起到舉足輕重的作用。然而,現(xiàn)有的干擾管理理論和策略還存在很多問題。比如,當(dāng)信道狀態(tài)信息受限時,無線通信網(wǎng)絡(luò)中已有的信道容量結(jié)果和干擾管理策略將會面臨新的難題和挑戰(zhàn)。本文研究了信道信息受限情形下,多用戶無線網(wǎng)絡(luò)的極限性能和干擾管理策略,這主要包括信道信息受限時干擾對齊數(shù)值算法的設(shè)計(jì),發(fā)射端信道信息受限時干擾信道的空間自由度,以及有限速率預(yù)編碼反饋下的干擾管理策略等方面的問題展開深入研究。具體內(nèi)容如下： 1)針對單數(shù)據(jù)流K用戶干擾信道,提出了一種基于博弈理論與和速率最大化問題的分布式信號子空間干擾對齊算法。通過同時考慮干擾信號子空間最小化以及和速率最大化問題,給出了一個博弈理論框架來解釋干擾信道中用戶之間的博弈關(guān)系并且構(gòu)建了相應(yīng)的利己利他貝葉斯博弈代價(jià)函數(shù)。相比于其它的干擾對齊策略,所提出的算法在只知道發(fā)射端和接收端本地局部信道狀態(tài)信息的情況下即可以實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)的空間干擾對齊。仿真結(jié)果表明,本算法能實(shí)現(xiàn)的自由度與完美信道狀態(tài)信息下的Cadambe-Jafar干擾對齊策略中得到的自由度相同。此外,本算法能有效的最小化接收端期望信號子空間中的泄漏干擾能量,并且相比于其它的幾個干擾對齊策略,也能獲得一個中等的平均和速率性能。 2)針對無時頻域符號擴(kuò)展的K用戶MIMO干擾信道,給出了發(fā)射端僅僅只有本地信道狀態(tài)信息時系統(tǒng)總自由度的內(nèi)界和外界。首先,利用干擾迫零技術(shù),提供了發(fā)射天線數(shù)分別為M1,M2,接收天線分別為M1,N2的兩用戶MIMO干擾信道在發(fā)射端僅有本地信道狀態(tài)信息時總的系統(tǒng)自由度以及可達(dá)性證明。該結(jié)果將完美信道狀態(tài)信息下的自由度結(jié)論擴(kuò)展到了發(fā)射端信道信息受限時的情形,并且驗(yàn)證了：該信道下發(fā)射端信道信息的損失并不會帶來系統(tǒng)總自由度的下降。然后,通過比較約束條件和變量的個數(shù),得到了3用戶干擾信道在特定天線配置下總的可達(dá)自由度以及得到該自由度的干擾管理策略。而應(yīng)用干擾迫零策略和信號子空間分析方法,我們將這一特定天線配置下的干擾管理策略及自由度結(jié)果推廣到了更一般化的3用戶干擾信道和K用戶MIMO對稱干擾信道。通過歸納與分析,證明了在發(fā)射端天線都為Mt,接收端天線都為Nr的K用戶MIMO對稱干擾信道中,當(dāng)發(fā)射端僅有本地信道狀態(tài)信息時,總的可達(dá)空間自由度為：min(K min(M,N,),max(M,,N,))。另外,根據(jù)多用戶信息論中的精靈協(xié)助外界和多用戶接入信道自由度結(jié)果,我們給出了接收端天線數(shù)不小于發(fā)射端天線數(shù)時系統(tǒng)總的空間自由度外界,通過比較可以發(fā)現(xiàn),該外界與之前所證明的可達(dá)界之間是緊致的。 3)給出了有限速率發(fā)射預(yù)編碼矩陣反饋情況下,K用戶干擾信道實(shí)現(xiàn)空間干擾對齊的反饋策略和充分條件。在提出的反饋策略中,假設(shè)發(fā)射預(yù)編碼矩陣通過一條無誤差,無干擾的反饋鏈路以碼本索引號的形式從接收端傳輸給對應(yīng)的發(fā)射端。反饋策略給出了實(shí)現(xiàn)空間干擾對齊的理論復(fù)用增益所需要的反饋比特?cái)?shù)。另外,通過考慮泄漏干擾的能量水平,驗(yàn)證了該反饋比特?cái)?shù)下空間干擾對齊策略的可行性。根據(jù)相關(guān)分析,為了實(shí)現(xiàn)發(fā)射端擁有全局信道狀態(tài)信息時空間干擾對齊策略所能達(dá)到的復(fù)用增益,每個接收端所需要反饋的比特?cái)?shù)(或者反饋速率)應(yīng)該滿足：B≥d(M-d)log2p,這里M和di分別是發(fā)射端天線數(shù)和第i個用戶的數(shù)據(jù)流個數(shù),P是信道總的發(fā)射功率。仿真結(jié)果表明,基于有限預(yù)編碼矩陣反饋的數(shù)值干擾對齊算法可以實(shí)現(xiàn)全局信道狀態(tài)信息下的空間干擾對齊復(fù)用增益。
【關(guān)鍵詞】：無線通信網(wǎng)絡(luò) 多天線 干擾對齊 信號子空間 本地信道狀態(tài)信息 有限反饋
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 專業(yè)術(shù)語注釋表9-11
• 插圖索引11-15
• 1 緒論15-31
• 1.1 研究背景和意義15-19
• 1.2 研究現(xiàn)狀19-28
• 1.3 論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排28-31
• 2 多用戶網(wǎng)絡(luò)及其干擾管理策略31-60
• 2.1 干擾信道的容量分析31-38
• 2.2 基于干擾對齊的干擾管理方法38-46
• 2.3 信道狀態(tài)信息受限時的干擾網(wǎng)絡(luò)自由度46-51
• 2.4 有限速率反饋下的多用戶網(wǎng)絡(luò)51-59
• 2.5 本章小結(jié)59-60
• 3 基于博弈理論的信號子空間干擾對齊策略60-80
• 3.1 引言60-61
• 3.2 系統(tǒng)模型61-63
• 3.3 干擾信道的貝葉斯博弈模型63-68
• 3.4 和速率中的博弈關(guān)系68-71
• 3.5 接收端干擾子空間計(jì)算方法71-73
• 3.6 收斂性標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)現(xiàn)算法73-75
• 3.7 仿真結(jié)果75-78
• 3.8 本章小結(jié)78-80
• 4 本地CSIT情況下MIMO干擾信道的自由度80-109
• 4.1 引言80-83
• 4.2 系統(tǒng)模型83-84
• 4.3 兩用戶干擾信道84-88
• 4.4 K用戶MIMO干擾信道空間自由度的內(nèi)界88-99
• 4.5 K用戶MIMO干擾信道空間自由度的外界99-106
• 4.6 本地CSIT下空間自由度的損失106-107
• 4.7 本章小結(jié)107-109
• 5 有限預(yù)編碼矩陣反饋下的空域干擾管理109-118
• 5.1 引言109-110
• 5.2 系統(tǒng)模型110-111
• 5.3 預(yù)編碼矩陣的量化和反饋策略111-113
• 5.4 空間干擾對齊的反饋比特量113-116
• 5.5 仿真結(jié)果116-117
• 5.6 本章小結(jié)117-118
• 6 總結(jié)與展望118-121
• 6.1 全文總結(jié)118-119
• 6.2 展望119-121
• 致謝121-123
• 參考文獻(xiàn)123-130
• 附錄1 攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)論文130-131
• 附錄2 博士研究生期間參與的項(xiàng)目131

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅文宇;金梁;黃開枝;鐘州;;γ約束均方誤差下的無線信道加密方法[J];電子學(xué)報(bào);2012年07期

2 楊陶;謝顯中;;信道估計(jì)對傳輸預(yù)處理系統(tǒng)性能的影響[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年05期

3 呂強(qiáng);曹桂興;沈宇飛;陶瀅;;SOBICM-ID中的迭代信道估計(jì)[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年08期

4 張榮濤;馮媛;;基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)[J];科技信息;2008年29期

5 趙知勁;楊進(jìn)麗;王海泉;;中繼未知任何信道信息條件下中繼選擇的研究[J];信號處理;2011年03期

6 李國松,周正歐;固定波形時間保護(hù)間隔OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)[J];信號處理;2005年01期

7 王軍偉;朱敏;;帶限信道的Turbo均衡、信道估計(jì)和TTCM[J];微計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2008年03期

8 李雁;唐倫;陳前斌;;基于自適應(yīng)量化信道信息的機(jī)會中繼選擇研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2010年02期

9 鄧建民,尹長川,紀(jì)紅,樂光新;分組衰落信道下LDPC的一種帶信道估計(jì)的改進(jìn)Belief-Propagation算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2005年04期

10 周鵬;趙春明;;MIMO-OFDM系統(tǒng)中一種新的聯(lián)合迭代信道估計(jì)與符號檢測算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2007年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 宋高俊;周正中;;在頻率選擇性信道中的差分空頻編碼[A];現(xiàn)代通信理論與信號處理進(jìn)展——2003年通信理論與信號處理年會論文集[C];2003年

2 江帆;王墉;楊晨陽;;時空相關(guān)信道中下行多用戶MIMO系統(tǒng)性能研究[A];第十三屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會（CCSP-2007）論文集[C];2007年

3 任術(shù)波;郭俊奇;陳江;項(xiàng)海格;;頻率選擇性信道下帶有新的信道估計(jì)算法的兩發(fā)送天線塊傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];無線傳感器網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)——2006年通信理論與信號處理年會論文集[C];2006年

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1 彭世新;信道信息受限下的干擾管理研究[D];華中科技大學(xué);2015年

2 王志鋒;基于信道信息的數(shù)字音頻盲取證關(guān)鍵問題研究[D];華南理工大學(xué);2013年

3 程國兵;OFDM/OQAM系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

4 施炯;離散屏蔽信號理論與應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

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1 李廣威;無線信道信息的快速壓縮重構(gòu)研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

2 戴云霞;RA碼在BSC信道下的有限長分析[D];廈門大學(xué);2009年

3 董時菊;面向IMT-Advanced TDD模式的信道預(yù)測[D];北京交通大學(xué);2012年

4 楊新玲;FDD LTE系統(tǒng)上行信道估計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];武漢郵電科學(xué)研究院;2012年

5 董超;LTE下行鏈路信道估計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];北京交通大學(xué);2012年

6 錢明達(dá);雙選擇衰落信道下OFDM信道估計(jì)[D];重慶大學(xué);2013年

7 康鑫;OFDM系統(tǒng)中信道壓縮估計(jì)技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

8 蘇瑩;基于部分信道信息的OFDM系統(tǒng)資源分配的研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

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本文編號：588593