多小区MIMO下行蜂窝网络的干扰对齐技术研究

摘要

多输入多输出技术（MIMO，multiple-input multiple-output）由于能够提高无线通信系统性能，取得了飞速发展。但是多小区MIMO系统中，由于多个用户使用着同一信道资源，所以系统中存在着大量的干扰信号，例如小区间干扰（ICI，inter-cell interference），和用户间干扰（IUI，inter-user interference），这些干扰严重影响了用户的通信速率，以及对用户的服务质量，所以对多小区MIMO系统中干扰消除的研究非常重要。
　　在此背景下，干扰对齐技术从一种新的角度上处理无线通信中接收端受到的干扰信号，引起了学者广泛的关注。干扰对齐技术的主要思想是尽量将不同的干扰信号都对齐到一个较小的子空间中去，使得期望信号能够传输更多的数据流数目，提高用户的传输速率，从而使得多小区MIMO系统性能得到提升。
　　本文首先介绍了干扰对齐技术的基本概念，在K用户MIMO干扰信道系统中介绍了现有干扰对齐技术。然后在多小区MIMO系统中，对现有的分组干扰对齐算法的可行性条件进行了分析，以及进一步推导了分组干扰对齐算法的最大可达自由度。最后，本文提出了一种基于广义奇异值分解的干扰对齐算法，该方法按照用户数目和小区数目的奇偶性，分别在不同的场景的多小区MIMO系统下研究了基于广义奇异值分解的干扰对齐算法，并且对本文对所提算法的可行性条件进行了分析，推导得到了在不同的多小区MIMO场景下，系统获得的自由度。
　　本文提出的基于广义奇异值分解的干扰对齐算法可以有效地消除了用户接收到的小区间干扰和用户间的干扰，并且分析了其可行性条件，推导得到了多小区MIMO系统所能获得的最大可达自由度。本文针对所提出的干扰对齐算法，在相同的系统配置下，与分组干扰对齐算法进行了仿真对比，能够提供大于或等于分组干扰对齐算法的自由度，使得整个多小区MIMO系统的性能进一步得到提高。这对多小区MIMO系统的干扰消除的进一步研究提供了新的思路有重要意义。

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第一章 绪论

1.1研究的背景与意义

1.2干扰对齐技术研究历程

1.3本论文的主要贡献

1.4论文主要内容以及结构

第二章 干扰对齐技术及自由度的概念

2. 1干扰对齐基本原理

2.2自由度的概念

2.3 K用户MIMO干扰对齐技术研究

第三章 多小区MIMO系统信道模型

3.1 多小区MIMO系统模型

3.2 多小区MIMO系统自由度

3.3干扰对齐技术需要满足的条件

3.3 分组干扰对齐算法

3.4 异构网络分层干扰对齐算法

第四章 基于广义奇异值分解的干扰对齐算法

4.1 引言

4.2 基于广义奇异值分解的干扰对齐算法具体实现过程

第五章 仿真和分析

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介

1.基本情况

2.教育背景

3.攻读硕士学位期间的研究成果