蜂窝网络中的干扰对齐技术研究

题目蜂窝网络中的干扰对齐技术研究：(5.16)算法步骤如下所示：1、以任意开始：，的列是线性独立单位矩阵；2、开始迭代；3、根据公式(5.15)，在接收机k计算得到l流的干扰加性噪声协方差矩阵为：，，；4、根据(5.16)在接收端k计算接受结合矩阵：，，；5、反转通信方向并将接受结合矩阵作为预编码矩阵：=，；6、在与其相反的网络之中，在接收端k完成l流的干扰加性协方差矩阵为：，，；7、计算接受结合矩阵，，；8、反转通信方向并将接受结合矩阵作为预编码矩阵：，；9、重复循环直至收敛。5.5分析比较与仿真本节仿真所采用的信道模型是5.1节中3用户干扰信道模型。我们通过这个信道模型对本章所介绍的干扰对齐方案及其优化方案进行仿真分析。本节采用的接收机是迫零接收机。首先，我们设天线数M=4，对传统干扰对齐和基于特征子空间的干扰对齐进行系统平均信号强度的仿真来分析比较性能差异，如图5.2。由仿真可以看出，基于特征子空间的干扰对齐确实能够改善接收端信号强度。其次，我们对三种方案的系统吞吐量进行仿真比较，由于分布式干扰对齐的预编码矢量的选取能使得其他小区的干扰信号在本小区接收信号中的投影最小。基于特征子空间的干扰对齐方案提高了系统的平均信号强度，因此相比于传统干扰对齐方案吞吐量有很大提升，如图5.3所示。然后，图5.4给出了传统干扰对齐方案和分布式干扰对齐方案以及基于特征子空间的干扰对齐方案的吞吐量随空间相关系数的变化曲线。由图5.4可以看出在空间相关系数相同的情况下，基于特征子空间的干扰对齐方案比前两种方案的吞吐量更高。尽管在高信噪比下分布式算法表现出色，但在条件严重受限的信道或低信噪比下，它的表现远非出众。图5.5给出了在无噪声情况下、分布式干扰对齐迭代算法和最大信噪比迭代算法下的仿真图，由图5.5可以看出虽然在高信噪比的情况下分布式干扰对齐迭代算法具有不错的性能，但是在中信噪比和低信噪比的情况下Max-SINR迭代算法更接近无噪声信道速率。图5.2系统平均信号强度的CDF曲线图5.3三种干扰对齐方案的系统吞吐量图5.4三种干扰对齐方案吞吐量随空间相关系数的变化曲线图5.5在不同信噪比情况下的性能表现5.6本章小结本章首先建立了三小区，每个小区有一个用户，天线数都为M的系统干扰模型。接着对干扰模型中的干扰进行干扰对齐，利用传统的干扰对齐技术使得基站能够在已知全局信道状态信息的前提下在特定的子空间中实现干扰的对齐，并得出了传统干扰对齐技术的实现条件。鉴于传统干扰对齐方法需要了解全局信道状态信息的苛刻性，5.2节介绍了一种分布式干扰对齐方案。这种方案是利用了干扰对齐的互易性来实现的，即如果某个接收节点在某一个信号维度受到的来自其他的发送节点的同频干扰最小，这个接收节点当作发送节点时沿这个信号维度发送信号，对其他节点造成的同频干扰同样是最小的。然后5.3节介绍了一种基于特征子空间的干扰对齐技术，通过利用相邻小区基站j至本小区用户k的信道状态信息来实现干扰对齐，以及使用传统干扰对齐中没有用到的信道状态信息，根据最优特征子空间从预编码的矢量集合里选择一组最匹配的预编码，构成预编码矩阵，使本基站至用户k在传输信号时经历信道状况最好的特征子空间。最后由于分布式干扰对齐迭代算法在低信噪比情况下性能会有所下降，5.4节介绍了一种Max-SINR算法，然后通过仿真比较了分布式干扰对齐迭代算法和Max-SINR迭代算法的性能表现。PAGE23参考文献[1]马延军．干扰对齐及其在现代无线通信系统中的应用[D].西安：西安电子科技大学，2012.[2]郑凤．无线MIMO系统的预编码技术与协作多点传输技术研究[D]．北京：北京邮电大学，2011.[3]JungHoonLee,WanChoi.ontheAchievableDoFandUserScalingLawofOpportunisticInterferenceAlignmentin3-TransmitterMIMOInterferenceChannels[J].IEEETransactionsonWirelessCommunications,2013,12(6):2743-2753.[4]杨真,刘祖军,田红心.蜂窝网络下行链路中基于干扰图的干扰对齐算法[J].信号处理,2018,34(04):43-52.[5]张博为,冯文江,廖勇,etal.基于延迟输出反馈的上行多小区MIMO蜂窝干扰网络自由度分析[J].电子学报,2017,45(12):3051-3059.[6]谢显中,李丹,雷维嘉,etal.基于优化比特分配的有限反馈干扰对齐方案[J].通信学报,2017(11):5-16.[7]周延旭.MIMO干扰信道中联合功率分配和干扰对齐算法研究[D].南京：南京邮电大学，2017.[8]李瀚霖.基于干扰对齐的认知无线电网络中编解码矩阵优化设计[D].大连理工大学,2017.8-12.[9张晨.干扰对齐预编码设计的关键技术研究[D].中国科学技术大学,2013.[10]TangT，HeathJrRW．Opportunisticfeedbackfordownlinkmultiuserdiversity[J]．IEEECommun.Lett，2005，9(10)：948–950.[11]ZhihuaZhou,JingHe,YiLiu,JieMa,YaoqiangXiao.EnhancedsamplingfrequencyoffsetresistancemethodbasedonprecodingtechniqueinW-bandOFDMRoFsystems[J].OpticsCommunications,2020,467.致谢写到了致谢也就代表了我的论文已经结束了，回忆大学四年生活，身边的同学，老师给了我很多帮助，也正是因为他们的帮助，我才可以顺利完成我的学业。首先我最感谢的人就是我的导师刘敏老师，刘老师对我的指导还有解惑使我受益良多，因为有刘老师的支持和帮助，使得我可以完成我的毕业论文，刘老师财富五车，德高望重，在我有问题的时候及时解答我的困惑，因为这