基于干扰对齐的基站预编码设计

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日益稀缺的频谱资源和更高数据传输速率的需求已成为当今无线通信领域两大近乎矛盾的问题,为了解决这一问题,下一代无线通信系统引入了可以实现更高频谱利用率的多天线技术。然而,干扰是无线通信系统中避之不去的现象,尤其是在多用户MIMO通信系统中,共信道干扰已成为制约系统容量提升的首要因素,如若不能有效的实现对干扰的管理,多天线技术带来的高频谱利用率将不复存在。传统的干扰管理策略在用户数量增加时,每个用户的频谱效率会快速下降,这将严重地限制系统容量,在这种背景下,一种从干扰重叠的角度来处理多用户干扰的新技术应运而生,那就是干扰对齐技术。研究结果表明其系统容量随用户数增加而线性增加,这使得该技术一经提出就成为当前无线通信领域研究的热点。本文首先对不同的干扰信道进行了深入的研究,并在干扰信道模型下论述了经典的最小干扰泄漏干扰对齐算法在高信噪比时对干扰抑制能力的不足,在此基础上提出了干扰的二次对齐方法,通过传统的预编码矩阵实现干扰信号的第一次对齐,再引入额外的参量对干扰构成的干扰矩阵实施第二次对齐。本中通过矢量旋转法实现该想法,通过在空间上对干扰信号做旋转处理使得不同的干扰矩阵趋于“一致”,仿真结果表明,该想法可以有效地实现系统和速率性能的提升。本文还针对当前干扰对齐预编码算法无法在确保期望信号空间维数的同时使得接收端信干噪比最大的现状做了简要的分析,提出了一种基于虚拟信干噪比最大的分布式迭代算法,并在此基础上将其推广到多数据流情况,通过数学方法对信号空间维数进行约束,实现了在保持期望信号维数的同时兼顾接收端接收信干噪比最大的要求,仿真结果表明,该算法可以很好的实现系统容量的提升。
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