毫米波MIMO抗干扰方法研究

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毫米波具有频率高、波长短的特点,而且毫米波频段存在未开发利用的频谱资源,因此使得毫米波成为现阶段研究的热点。加之与大规模MIMO联合,可以实现基站与更多的天线集成,更多的天线数可以提高系统的传输速率,以满足人们的需求。毫米波系统通过预编码矩阵将波束指向期望的方向,能有效地防止干扰,然而毫米波大规模MIMO系统中的人为干扰有很强的方向性,采用传统的抗干扰方法抑制效果不佳。因此本文针对毫米波MIMO系统中的人为强干扰的检测和抑制做相关研究。在毫米波MIMO系统当中正确判断出干扰的存在以及干扰存在的位置是抑制干扰的首要步骤。针对传统干扰检测和干扰抑制方法限制大的问题,本文在单用户单干扰的情况下,采用基于线性迫零干扰抑制的方法,将用户估计信道和干扰估计信道联合设计接收器,有更有效地干扰抑制效果。同时针对多用户多干扰模型,本文提出了基于混合阵的毫米波大规模MIMO的空间离散角域稀疏信道干扰检测和干扰抑制方法。由于信道的稀疏性,所以可以采用压缩感知理论估计干扰信号和用户信号的方向和强度,对此在模拟域采用用户和干扰的信道信息消除干扰信号。通过数值模拟,评估了所提出的干扰检测方法在正确检测概率和误报概率方面的性能,并在干扰器功率大大低于用户功率时显示了其有效性。然而现有的抗干扰技术通常会假设干扰信号彼此不相关,当干扰信号高度相关时,特别是当相关系数发生变化时,对干扰信号的抑制更具有挑战性。针对干扰信号相关性变化时,传统抗干扰技术无法捕捉到对应变化的问题,本文在检测干扰信号存在的基础上,分析干扰信号相关性恒定不变和变化两种情况下对干扰信号抑制的影响,通过跟踪干扰信号的零空间变化来实时更新干扰抑制矩阵,提出了只需在发送端采用一个空间数据流来抑制干扰信号的干扰消除技术,以保证剩余的流可以与合法用户之间的高效通信。仿真结果表明,该方法能有效地消除不同相关值下的干扰信号。
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