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电子学报 2023年第6期51卷 1518-1526页

作者：李劲夫冯文江杨崇海邹永琪重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

本文针对双层异构网络,提出一种利用当前和过期发射端信道状态信息(Channel State Information at the Transmitters,CSIT)的异构空时干扰对齐(Heterogeneous Space-Time Interference Alignment,HSTIA)方案.该方案将空时干扰对齐拓展至双层异构网络MISO(Multiple Input Single Output)混合信道,研究可达自由度关于CSI(Channel State Information)反馈时延的折中域.结果表明,增加发射端天线数能有效提高可达自由度.基于该结论,将空时干扰对齐技术扩展至双层异构网络MIMO(Multiple Input Multiple Output)混合信道,分析MIMO系统发射端与接收端天线数比对系统自由度的影响,并进一步研究系统达到该自由度时CSI反馈时延的取值范围.结果表明,当发射端与接收端天线数比足够多时,系统自由度的稳健性随接收端天线数的增加而加强.通过仿真分析验证,HSTIA方案利用本地当前和过期CSIT执行发射预编码,实现不同时隙的干扰信号相互消除,从而获得自由度增益,以提高系统的可达速率.

关键词：双层异构网络自由度空时干扰对齐 CSI有限反馈

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基于广义空时干扰对齐的多用户MISO广播信道自由度分析

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2020年第4期32卷 563-570页

作者：刘康李赟刘旭石际杨崇海冯文江贵州电网有限责任公司电力调度控制中心贵阳550002 重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

针对多用户MISO(multiple-input single-output)广播信道,提出一种广义空时干扰对齐方案。该方案利用非正交传输,在同一时隙将多用户的信号叠加发送,提高了频谱效率;利用当前和过期信道状态信息(channel state information,CSI)构造预... 详细信息

针对多用户MISO(multiple-input single-output)广播信道,提出一种广义空时干扰对齐方案。该方案利用非正交传输,在同一时隙将多用户的信号叠加发送,提高了频谱效率;利用当前和过期信道状态信息(channel state information,CSI)构造预编码矩阵,将不同时隙下的干扰信号对齐至同一维度,通过前后时隙的观测值消除用户间干扰,达到无干扰提取期望信号的目的。仿真结果表明,对于发射端配置M根天线的K用户MISO广播信道和干扰信道,系统自由度为KM/(1+M)。随着发射端天线数的增加,衰减因子M/(1+M)逼近1,可达自由度逼近外界K。

关键词： MISO广播信道空时干扰对齐自由度预编码

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基于空时干扰对齐的异构网络干扰管理技术研究

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作者：杨崇海重庆大学

学位级别：硕士

作为第五代移动通信技术实现高速率、大容量的关键技术之一,基于大规模多输入多输出的超密集异构组网能提升频谱效率、能量效率和系统容量。虽然超密集异构网络具有重要的应用价值,但随着异构网络中节点种类和数量的增加,引入的干扰类... 详细信息

作为第五代移动通信技术实现高速率、大容量的关键技术之一,基于大规模多输入多输出的超密集异构组网能提升频谱效率、能量效率和系统容量。虽然超密集异构网络具有重要的应用价值,但随着异构网络中节点种类和数量的增加,引入的干扰类型呈现多样化,特别是不同节点之间同频复用形成的同频干扰将严重影响网络的综合性能,消除超密集异构网络中不同类型的干扰是提升服务质量的关键。本文的研究内容和主要贡献如下:1)针对双层异构网络,提出了一种利用当前和过期发射端信道状态信息（channel state information at the transmitter,CSIT）的联合空时干扰对齐（joint spacetime interference alignment,JSTIA）方案。首先,将同构网络中的空时干扰对齐拓展至双层异构网络多输入单输出（multiple input single output,MISO）混合信道,研究可达自由度与CSI反馈时延的关系。结果表明,增加发射端天线数量能够提高系统的可达自由度。然后,将空时干扰对齐扩展至双层异构网络多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）混合信道,研究发射端与接收端天线配比对系统自由度的影响,并探究引入接收端天线数对反馈时延的影响。理论和仿真分析表明,JSTIA方案能够在更短时隙内消除双层异构网络中的干扰信号,获得更高的自由度。2)针对双层异构网络MIMO混合信道中,发射端与接收端天线配比可能造成的自由度损失,提出一种多阶段干扰再生方案。研究表明,多阶段干扰再生方案能进一步减少自由度损失,提升系统可达自由度。为了突破JSTIA方案对微小区数的限制,针对任意微小区配置下双层异构网络MISO混合信道,提出一种异构多节点联合干扰对齐方案。该方案消除了微小区数增加所产生的干扰信号。进一步针对任意微小区配置下双层异构网络MIMO混合信道,提出一种多阶段JSTIA方案。该方案通过设计发射端预编码矩阵,构造回溯解码结构,能够在弥补系统自由度损失的同时提升系统可达速率。

关键词：双层异构网络空时干扰对齐自由度有限延迟CSI 干扰管理

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基于分布式混合CSIT的MIMO X网络自由度分析

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电子学报 2018年第7期46卷 1553-1561页

作者：冯文江应腾达代才莉蒋卫恒刘国岭钟昕辉姚楚楠重庆大学通信工程学院重庆400044 重庆电子工程职业学院通信工程学院重庆401331

在M×N用户MIMO X网络中,发射端信道状态信息(CSIT)类型会影响系统总自由度(sum-Do F).为逼近系统总自由度外界,设计MIMO X网络对称天线配置下的多阶段分布式空时干扰对齐(DSTIA)方案;推导具有分布式特性的基于混合CSIT—过期(outdated... 详细信息

在M×N用户MIMO X网络中,发射端信道状态信息(CSIT)类型会影响系统总自由度(sum-Do F).为逼近系统总自由度外界,设计MIMO X网络对称天线配置下的多阶段分布式空时干扰对齐(DSTIA)方案;推导具有分布式特性的基于混合CSIT—过期(outdated)和当前(current)CSIT的预编码矩阵闭式解;分析CSI反馈时延、网络节点数和配置天线数对MIMO X网络总自由度的影响.理论和数值分析表明,在分布式混合CSIT条件下,DSTIA方案能充分消除用户间干扰,获得更高的自由度,缩小可达界与外界的差距,提高系统可达速率.

关键词：自由度分布式混合CSIT 空时干扰对齐预编码

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具有保密信息的MIMO X干扰网络的安全自由度研究

具有保密信息的MIMO X干扰网络的安全自由度研究

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作者：汪灵重庆大学

学位级别：硕士

多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)技术利用发射机的多根天线独立发送信号,接收机利用多根天线接收并恢复信号,无需增加传输带宽或总发射功率,就能提高系统容量、增加传输距离。干扰对齐既是一种新兴的网络干扰管理技术,也... 详细信息

多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)技术利用发射机的多根天线独立发送信号,接收机利用多根天线接收并恢复信号,无需增加传输带宽或总发射功率,就能提高系统容量、增加传输距离。干扰对齐既是一种新兴的网络干扰管理技术,也是一种可实现信息安全传输的物理层技术。将干扰对齐技术应用到MIMO干扰网络,接收信号能被限制在非期望接收机的相同子空间中,且每个接收机的期望信号可以通过与干扰方向相正交的解码矩阵检索,从而获得更高的系统自由度和安全自由度。本文以多天线技术为基础,以提升系统安全自由度为目标,针对具有保密信息的MIMO X干扰网络,研究联合人工噪声和干扰对齐方案的安全自由度,主要研究内容概括如下:(1)联合人工噪声和干扰对齐的MIMO X网络安全自由度:首先,针对对称天线配置下具有保密信息的M×2用户MISO X网络,发射机配置A根天线,接收机配置单根天线,给出了一种联合人工噪声和干扰对齐的AN-IA方案,该方案将其中一个发射机作为辅助节点只发送人工噪声,其余发射机发送保密信息,通过将干扰信号和人工噪声对齐到接收机干扰信号空间,从而实现保密信息传输。安全自由度分析表明,在具有保密信息的M×2用户MISO X网络中实施AN-IA方案能获得的系统可达安全自由度为2A(M-1)/(A(M-1)+1)。然后,研究对称天线配置下具有保密信息的M×K用户MISO X网络的可达安全自由度,为便于分析,将具有保密信息的M×K用户MISO X网络等效为具有保密信息的K用户M×1广播信道,给出了一种联合盲干扰对齐和人工噪声的盲IA-AN方案,干扰对齐利用天线切换模式实现的信道相干结构,无需预知CSIT;每个发射机既发送保密信息,也发送人工噪声。安全自由度分析表明,在特定天线数和用户数下,具有保密信息的M×K用户MISO X网络的可达安全自由度为KA(M-1)/(K+MA-1)。(2)针对具有保密信息的M×N用户MIMO X网络,研究多节点,多天线配置下的干扰对齐方案和可达和安全自由度。首先针对具有保密信息的M×N用户MISO网络,设计一种联合人工噪声和空时干扰对齐(AN-STIA)方案,研究在适当延迟CSIT下的可达安全自由度。通过设计发射端预编码矩阵,给出了发射端多天线配置下的可达安全自由度关于CSI反馈延迟的折中域。通过对比不同方案下获得的可达安全自由度发现,AN-STIA方案可根据实际的适当延迟CSIT获得比理想CSIT更高的自由度折中域。进一步研究了在多天线扩展下具有保密信息的M×N用户MIMO X网络的可达安全自由度,通过对比不同方案下获得的可达安全自由度发现,相比于无CSIT反馈延迟和输出不对称CSIT反馈延迟的空时干扰对齐方案,当发射端配置的天线数足够多时,AN-STIA方案能获得更高的安全自由度。

关键词： MIMO干扰网络安全自由度人工噪声干扰对齐空时干扰对齐

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