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CSI误差下MIMO干扰广播信道的非线性收发机设计

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信息技术与网络安全 2018年第6期37卷 99-103页

作者：贾亚平耿烜上海海事大学上海200000

研究了在多小区多用户多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)干扰信道下,基于THP(Tomlinson-Harashima Precoding)非线性收发机的设计。考虑信道状态信息(Channel State Information,CSI)误差,提出了在每用户功率约束条件下,最小化最大用户均方误差(Mean Square Error,MSE)的方案。由于目标函数不是联合凸优化问题,因此采用了一种迭代的方法,首先用最小均方误差准则优化接收矩阵,然后将发射矩阵和反馈矩阵的优化问题转换为二次锥规划问题(Second Order Cone Programming,SOCP),最后利用这些结果,迭代地更新三个矩阵直到满足收敛条件。仿真结果表明,THP收发机的性能优于线性收发机,特别是对CSI性能较差的情况。

关键词： MIMO THP 干扰广播信道 CSI误差

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多小区干扰广播信道干扰对齐预编码设计

信息工程大学学报 2017年第1期18卷 40-43,50页

作者：代龙震段然王朋飞崔维嘉王大鸣信息工程大学河南郑州450001 中国航油集团财务有限公司北京100000

针对多小区干扰广播信道干扰对齐所设计的预编码抗噪性能差的问题,基于扩展用户分组干扰对齐算法,提出了一种预编码设计方法。该方法采用分层预编码的方法,在发送端先使用迫零算法消除小区间干扰,再利用容量最大化准则优化求解预编码矩... 详细信息

针对多小区干扰广播信道干扰对齐所设计的预编码抗噪性能差的问题,基于扩展用户分组干扰对齐算法,提出了一种预编码设计方法。该方法采用分层预编码的方法,在发送端先使用迫零算法消除小区间干扰,再利用容量最大化准则优化求解预编码矩阵。仿真结果表明,所提算法性能在低信噪比区域优于原扩展用户分组算法,在高信噪比区域与原算法性能相当,所提算法可提升原始算法的抗噪性能和系统容量。

关键词：干扰对齐干扰广播信道预编码设计信道容量

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基于最大化信干噪比的广播信道干扰消除算法

高技术通讯 2016年第10期26卷 841-848页

作者：贾国庆纪小红房卫东张武雄青海民族大学物理与电子信息工程学院西宁810007 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

研究了广播信道分布式干扰消除算法的性能,提出了一种基于动态功率分配的多天线广播干扰信道对齐算法。该算法利用多用户多天线干扰信道相关矩阵的迹来计算分配功率,并采用最大化码流信干噪比的方法来得到预编码矩阵和接收滤波器矩阵。... 详细信息

研究了广播信道分布式干扰消除算法的性能,提出了一种基于动态功率分配的多天线广播干扰信道对齐算法。该算法利用多用户多天线干扰信道相关矩阵的迹来计算分配功率,并采用最大化码流信干噪比的方法来得到预编码矩阵和接收滤波器矩阵。数值仿真表明,该动态功率分配算法与等功率分配算法相比,尽管低负荷下干扰对齐后的平均信干噪比增益不明显,但中、高负荷下其干扰对齐后的平均信干噪比大幅提高,特别是高负荷下可以解决等功率方法存在的信干噪比瓶颈效应。由于低负荷的应用需求并不强烈,因而该算法是一种实用的广播信道干扰消除方法。

关键词：干扰消除最大化信干噪比(Max-SINR) 功率分配信道相关矩阵干扰广播信道

MIMO-IBC下基于特征向量拆分的干扰对齐算法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第8期43卷 70-74页

作者：景小荣赵月芳张祖凡陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对多小区MIMO干扰广播信道(IBC),基于特征向量拆分,首先提出一种闭式求解干扰对齐(IA)算法,该算法通过特征向量拆分将干扰信道(ICI)对齐到特定低维子空间内,进而发射端利用迫零技术以消除ICI和用户间干扰;然后,综合特征向量拆分与最... 详细信息

针对多小区MIMO干扰广播信道(IBC),基于特征向量拆分,首先提出一种闭式求解干扰对齐(IA)算法,该算法通过特征向量拆分将干扰信道(ICI)对齐到特定低维子空间内,进而发射端利用迫零技术以消除ICI和用户间干扰;然后,综合特征向量拆分与最大化信干噪比准则,形成混合IA算法.相比已有研究成果,两种IA算法对发射天线数配置要求明显降低,数值仿真表明两种算法均可获得比经典正交复用方式更高的自由度.

关键词：多输入多输出干扰广播信道干扰对齐自由度特征向量拆分

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MIMO协作干扰对齐技术研究

MIMO协作干扰对齐技术研究

作者：党小亮西安电子科技大学

学位级别：硕士

对于大部分多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线通信网络,干扰是一个限制信息传输速率的基本因素。随着用户对数据业务需求的持续增加和基站分布密度的持续增大,干扰问题,尤其是小区边缘干扰问题变得越来越棘手。干... 详细信息

对于大部分多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线通信网络,干扰是一个限制信息传输速率的基本因素。随着用户对数据业务需求的持续增加和基站分布密度的持续增大,干扰问题,尤其是小区边缘干扰问题变得越来越棘手。干扰对齐作为一个新兴的干扰管理技术在无线干扰网络中获得了很高的性能,多点协作(Coordinated Multi-Point,CoMP)传输技术在处理小区间干扰时同样获得了出色的性能。基于这些和其它原因,无线通信网络中干扰对齐和协作通信技术受到了广泛关注。这篇论文结合应用了干扰对齐技术和CoMP传输技术,针对MIMO干扰广播信道(Interference Broadcast Channel,IBC)给出了一个具体的解决方案,并考察了其获取的系统性能,最后研究了干扰对齐技术的可行性问题。首先,文章介绍了协作通信技术的分类及其核心原理,通过自由度(Degrees of Freedom,DoF)的概念和一个简单实例介绍了干扰对齐的基本原理。其次,文章给出了一个具体的协作多点传输解决方案,应用到原始信道中获得了一个派生信道。在此方案中,定义了由多个基站组成的协作集用来给同一个小区的所有用户传输信息,并且将原始信道根据协作集的分布划分为两个子信道,然后为各个协作集设计迫零矩阵消去一部分干扰。然后,文章在派生信道中设计了干扰对齐解决方案,其核心思想是将来自多个发射机的干扰信号对齐到每个接收机处的较低维信号子空间中,依据经典干扰对齐条件设计发射波束成形矩阵和接收波束成形矩阵。通过MATLAB得到了基于CoMP传输技术的干扰对齐解决方案最优DoF,利用仿真程序给出了解决方案获得的系统性能。最后,文章研究了部分连接信道模型下干扰对齐技术的可行性问题,主要研究方法是建立干扰对齐技术可行性和干扰对齐对应的多元多项式系统可解性之间的联系。

关键词：多输入多输出干扰广播信道干扰对齐协作多点自由度可行性

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MIMO拓扑干扰对齐技术研究

MIMO拓扑干扰对齐技术研究

作者：陈丹西安电子科技大学

学位级别：硕士

拓扑干扰对齐技术是指在仅仅知道无线网络拓扑信息的前提下进行的干扰对齐方案的设计,而拓扑信息是由粗略的信道状态信息构成的,它仅仅区分干扰链路是强还是弱。因此,较基于完整信道状态信息条件下进行的干扰对齐研究相比,拓扑干扰对齐... 详细信息

拓扑干扰对齐技术是指在仅仅知道无线网络拓扑信息的前提下进行的干扰对齐方案的设计,而拓扑信息是由粗略的信道状态信息构成的,它仅仅区分干扰链路是强还是弱。因此,较基于完整信道状态信息条件下进行的干扰对齐研究相比,拓扑干扰对齐技术不仅更加具有现实性,同时也会对进一步挖掘系统的通信潜能具有十分重大的意义。本文针对任意配置的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)干扰信道和MIMO干扰广播信道设计了具体的拓扑干扰对齐方案,并分析了系统的可达自由度。针对MIMO干扰信道,本文提出了基于矩阵填充的拓扑干扰对齐方案,其主要思想是:首先,根据网络的拓扑信息构建MIMO干扰信道的部分连接模型;其次将其映射至一个单输入单输出(Single Input Single Output,SISO)干扰信道的部分连接模型,并基于矩阵填充方案得出SISO干扰信道部分连接模型的拓扑干扰对齐解;最后,基于SISO干扰信道的拓扑干扰对齐解,为原始MIMO干扰信道系统联合设计满足拓扑干扰对齐条件的预编码矩阵和解码矩阵,并结合时延扩展和转置接收的方法,使得系统达到拓扑干扰对齐的目的。针对MIMO干扰广播信道,本文提出了两种拓扑干扰对齐方案,分别基于用户压缩和基站扩展。其主要思想是:首先,根据无线网络的拓扑信息构建MIMO干扰广播信道的部分连接模型;其次,运用用户压缩或基站扩展的方法将MIMO干扰广播信道的部分连接模型转化为MIMO干扰信道的部分连接模型。其中,用户压缩是虚拟地将一个小区内的所有用户压缩成一个超级用户,而基站扩展是虚拟地将小区内的基站数目扩展至和本小区服务的用户数;然后,将MIMO干扰信道的部分连接模型映射至相应的SISO干扰信道的部分连接模型;最后,通过矩阵填充方案求解SISO干扰信道的部分连接模型的拓扑干扰对齐解,并据此为原始的MIMO干扰广播信道设计具体拓扑干扰对齐方案。其特别之处在于,小区间干扰运用基于拓扑信息联合设计预编码矩阵和解码矩阵的方法进行消除,而小区内的多用户间干扰运用基站端迫零的方法进行消除。此外,本文就系统达到拓扑干扰对齐目的后的自由度进行了分析,并且这些可达自由度均可以视为系统可达自由度的一个内界,从而对MIMO网络在拓扑干扰对齐方面的研究,尤其是系统的可达自由度方面具有深刻的启示意义。

关键词：拓扑干扰对齐多输入多输出干扰信道干扰广播信道自由度