无线通信系统中的干扰协调技术研究

摘要

随着蜂窝小区无线通信系统的不断发展，正交频分复用（OFDM）和认知无线电技术（CR）相继被提出。正交频分复用技术非常适合蜂窝小区内部用户间的干扰消除；认知无线电技术则是在不影响主用户通信的情况下，实现频谱动态接入。本文考虑在蜂窝小区模型下，研究如何减小小区间的干扰，并对次用户的频谱接入进行了一定的研究。
　　首先，本文对干扰协调的相关技术进行分析。着重分析了OFDM技术原理，并对经典的干扰协调方案进行了分析。小区间的干扰协调一般是以多小区协作为基础的，这里将对如何选择协作小区进行研究。干扰对齐技术是近年来提出的一种将多个干扰信号对齐到一个信号空间的干扰协调技术，它使得在较大信噪比的情况下，使得小区吞吐量接近无干扰时的表现水平。
　　其次，对视为协调小区间干扰的主要手段的多点协作(CoMP)技术进行了研究。在下行多点协作传输系统中，小区基站采用扇区天线对小区划分扇区并对各扇区分别计算各用户的大尺度信干比(SIR)。小区之间通过共享大尺度信干比信息，对各自服务的用户按照一定的规则进行匹配，在兼顾公平性的情况下，有效解决小区边缘用户由于小区间干扰带来的低信干噪比(SINR)问题。
　　再次，对干扰对齐技术进行了研究。着重对最小泄漏的分布式干扰对齐和子空间的干扰对齐进行了研究。提出了一种基于改进扇区天线的蜂窝小区模型下，利用干扰对齐技术，通过三小区进行协作，从而有效提高了各小区的频谱效率，并能避免小区协作簇之间的干扰。运用数值仿真的手段，将所提干扰对齐算法和第三章提到的基于用户协作策略的算法在频谱效率和中断容量方面进行比较，并对两种不同的干扰对齐算法的误码率进行对比。
　　最后，本文将基于最小泄漏的分布式干扰对齐技术与认知无线网络相结合。在分布式干扰对齐算法中，每个发射器采用一个无私的方法，以减少对其他接收器的干扰，这是正是认知无线电的最初的定义。考虑在次用户端对主用户频谱的认知，采用分布式干扰对齐技术，从而最大程度减少对主用户的干扰。

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缩略语

第一章 绪论

1.1 论文研究背景

1.2 论文研究内容与意义

1.3 论文结构与安排

第二章 干扰协调技术研究

2.1 基站协作与经典干扰协调方案

2.2 协作小区选择

2.3 干扰对齐基本原理

2.4 认知无线网络

2.5 本章小结

第三章 大尺度信干比共享下的基站协作干扰协调

3.1 引言

3.2 系统模型

3.3 用户平均接收SINR分析

3.4 基于大尺度SINR的干扰协调算法

3.5 算法仿真与性能分析

3.6 本章小结

第四章 基于干扰对齐的干扰协调方案

4.1 引言

4.2 系统模型

4.3 对偶信道模型

4.4 分布式干扰对齐算法

4.5 子空间干扰对齐算法

4.6 性能仿真与分析

4.7 本章小结

第五章 基于认知无线电的分布式干扰对齐算法

5.1 基于干扰子空间追踪分布式干扰对齐算法（IST-IA）

5.2 最小子空间追踪（MST）算法

5.3 性能分析与仿真实验

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参与的科研项目

致谢