下行多小區(qū)多用戶MIMO系統(tǒng)的魯棒性傳輸優(yōu)化.pdf

1、隨著無線通信的發(fā)展,要求無線網(wǎng)絡(luò)中能夠容納更多用戶,系統(tǒng)容量更大,用戶服務(wù)質(zhì)量更好,未來無線通信系統(tǒng)的目標(biāo)是以最低的頻譜、功耗和硬件復(fù)雜度要求提供各種高品質(zhì)的高速率服務(wù)。在多小區(qū)MIMO系統(tǒng)下行鏈路中,干擾問題已經(jīng)成為無線通信中多天線技術(shù)提升系統(tǒng)性能的一個主要障礙,一個基站同時服務(wù)多個用戶,會存在小區(qū)內(nèi)干擾,同時用戶還會受到來自相鄰小區(qū)的干擾,除此之外,還有噪聲干擾。如何對系統(tǒng)作收發(fā)機作優(yōu)化,設(shè)計發(fā)射端預(yù)編碼矩陣和接收機已經(jīng)成為通信系統(tǒng)

2、的難題之一。
　　傳統(tǒng)方法通常假設(shè) CSI沒有誤差,然而在實際情況中,完美的信道估計是不可實現(xiàn)的,有誤差的 CSI會顯著降低系統(tǒng)的性能,所以不能直接套用傳統(tǒng)算法。本文討論的正是在多小區(qū)MIMO系統(tǒng)下行鏈路中,當(dāng)信道估計誤差在一定有界區(qū)域內(nèi),針對一系列優(yōu)化問題,以系統(tǒng)MSE和發(fā)射功率為性能指標(biāo),提出相應(yīng)迭代算法,利用凸優(yōu)化工具包求解,得到最優(yōu)收發(fā)機設(shè)計方案。
　　第一部分介紹了課題的背景與研究意義,對本論文所做的研究工作作了概

3、述,指明了研究方向,描述了魯棒性優(yōu)化及凸優(yōu)化問題,為后面的工作提供了理論基礎(chǔ)。第二部分針對下行多小區(qū)MIMO系統(tǒng),在有信道誤差及發(fā)射功率有約束的情況下,以減小用戶接收信號MSE為目標(biāo),提出了一種基于凸優(yōu)化理論的魯棒性傳輸設(shè)計方案。信道誤差是有界的,所以系統(tǒng)的MSE也將在一個不確定區(qū)域內(nèi),最小化此范圍內(nèi)的最差MSE值,可以得到最優(yōu)預(yù)編碼矩陣和接收機,從而解決一系列MSE優(yōu)化問題,包括用戶總MSE最小化、用戶最大MSE最小化。對于CB場景的

4、優(yōu)化可以直接利用單小區(qū)MIMO場景的方法進行擴展得到;而在JP傳輸方式中,由于每基站功率單獨約束,直接優(yōu)化困難,本文以最小化用戶接收信號 MSE的上界為目標(biāo)進行優(yōu)化設(shè)計。仿真結(jié)果表明,當(dāng) CSI有誤差時,對比傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方法,基于凸優(yōu)化的收發(fā)機設(shè)計方案能夠有效地提高系統(tǒng)性能,降低MSE。
　　在第三部分中,本文換一個角度,在有信道誤差及系統(tǒng)MSE有約束的情況下,研究以系統(tǒng)傳輸功率為目標(biāo)的魯棒性傳輸優(yōu)化,并提出了基于凸優(yōu)化理論的傳