多基站协作通信干扰抑制技术研究

摘要

蜂窝通信系统中小区内用户间干扰可采用正交频分多址接入技术(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)消除，但系统频率复用因子为1，小区间仍然存在着比较严重的干扰。多基站协作通信技术，又叫协作多点传输(Coordinated Multi-point,COMP)技术,可以通过不同基站间的协作有效的提高整个小区的通信传输速率，特别是小区边缘用户的传输速率，从而受到了广泛、深入的研究。然而，COMP技术所带来的系统性能的提升是以用户端接收信号同步以及基站获取信道状态信息(ChannelState Information，CSI)为前提的。传统的研究均假设用户端接收的信号同步且基站端能够获得完美的CSI，而实际情况这两种前提均不能满足。因此，研究协作基站信号传输的异步特性以及基站端接收部分CSI具有重要的现实意义。本文将就以下几方面的内容展开研究：
　　第一，对小区间干扰抑制技术进行了介绍。
　　第二，针对多基站协作通信系统中基站与用户间距离差异导致的用户接收信号的异步干扰问题，提出一种基于粒子群优化算法的异步干扰抑制预编码设计。该设计将预编码矩阵转化为寻优粒子位置参数矩阵，通过粒子间智能学习更新优化位置参数，调节适应度函数最大化用户信干噪比，抑制了异步干扰。数值分析结果表明，相对于改进的块对角化(Block Diagonalization，BD)算法，所提算法使系统总速率提高3.2-7bps/Hz，且具有很好的收敛性。
　　第三，针对多基站协作通信异步干扰抑制过程中接收端有限反馈导致的系统速率损失问题，提出一种反馈比特数随信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)自适应变化的反馈方法。该方法采用改进的BD算法来抑制异步干扰，给出了有限反馈导致的系统速率损失的表达式和速率损失上界，并通过设置一个速率损失阈值，推导出反馈比特数随SNR自适应变化的闭式解。数值分析结果表明，伴随信噪比的逐渐增加，在某一特定反馈比特下速率增长幅度远低于完全CSI情况下的速率增长幅度，而本文所得反馈比特的变化规律能使速率损失保持在一个恒定的范围。此外，速率损失也会随着反馈比特数的增加逐渐减小。

目录

第一章 绪论

§1.1 研究背景和意义

§1.2 国内外研究现状

§1.3 本文的主要研究内容及结构安排

第二章 小区间干扰抑制技术

§2.1传统解决干扰的方法

§2.2 多基站协作通信技术

§2.3 本章小结

第三章 多基站协作通信异步干扰抑制预编码设计

§3.1 引言

§3.2 系统模型

§3.3 信号传输的异步干扰特性

§3.4 异步干扰抑制预编码设计

§3.5仿真结果与分析

§3.6 本章小结

第四章 基于有限反馈的多基站协作通信异步干扰抑制系统性能分析

§4.1 引言

§4.2 有限反馈

§4.3系统性能分析

§4.4 仿真结果与分析

§4.5 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 论文总结

§5.2 工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果