多小區(qū)通信系統(tǒng)干擾對齊技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著多媒體業(yè)務(wù)和移動智能終端的不斷發(fā)展，無線通信數(shù)據(jù)量激增。為了滿足人們對于更高數(shù)據(jù)速率的需求，各種提高頻譜利用率的技術(shù)得到了巨大發(fā)展。其中多輸入多輸出（MIMO，Multiple-Input Multiple-Output）技術(shù)由于其能夠有效利用空間復用增益來提高系統(tǒng)的傳輸速率而受到了越來越多的關(guān)注。同時，為了提高頻譜的利用率，普遍采用復用因子為1的方式進行組網(wǎng)。這樣在小區(qū)的邊緣用戶就會不可避免地收到來自其它基站的干擾以及多天

2、線之間的干擾，干擾問題成為了限制系統(tǒng)容量的主要因素。干擾對齊（IA，Interference Alignment）作為干擾協(xié)作的一種特殊形式成為了目前的研究熱點之一。
　　干擾對齊打破了傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中信道容量干擾受限的觀點，為在頻譜資源有限的情況下提高系統(tǒng)吞吐量提供了一個新的研究方向。與傳統(tǒng)的資源平分不同，干擾對齊將來自不同基站的干擾在接收端進行壓縮，從而使每個基站可以獲得更多的發(fā)送自由度（DoF，Degree of Free

3、dom）。本文的研究主要關(guān)注于如何在實現(xiàn)干擾對齊的同時進一步實現(xiàn)系統(tǒng)傳輸速率的提升。
　　本文首先對現(xiàn)有的干擾對齊算法進行了分析。實現(xiàn)干擾對齊的算法形式主要有兩種，閉合式干擾對齊算法和迭代式干擾對齊算法。閉合干擾對齊算法雖然設(shè)計簡單，但是每個節(jié)點都需要獲得全局的信道狀態(tài)信息（CSI，Channel State Information）。迭代干擾對齊算法利用信道的互易性通過發(fā)送端和接收端的不斷迭代實現(xiàn)干擾對齊，每個節(jié)點只需要了解本節(jié)

4、點的信道狀態(tài)信息，所以受到了非常廣泛的研究。迭代算法中基于最小干擾泄漏的干擾對齊使每個用戶接收到的來自其它基站的干擾強度最小，但是忽略了有用信號所經(jīng)歷的信道狀態(tài)信息；基于秩受限秩最小的干擾對齊算法雖然將干擾的秩壓縮到最小，并且保證每個基站獲得最大的發(fā)送自由度，但是并不能保證系統(tǒng)速率實現(xiàn)最優(yōu)。本文提出的優(yōu)化算法，是在保證系統(tǒng)自由度最大的情況下，實現(xiàn)系統(tǒng)速率的進一步提高。利用系統(tǒng)速率優(yōu)化的非凸特性，將預編碼沿著吞吐量梯度方向進行搜索，使預編