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干扰一直是无线通信中的主要问题。干扰对齐(Interference Alignment,IA)技术是一种抗干扰技术,在多用户的通信环境中能成倍提高系统容量,因而近年来受到了广泛的关注和深入研究。干扰对齐的基本思想是:每个发送端通过设计合理的预编码矩阵,使每个接收端接收到的干扰维度尽量减小,从而在接收端有限的信号空间维度下,增大有用信号可利用的信号维度;同时在接收端通过设计干扰消除矩阵将已经对齐的干扰消除。从而增大系统的自由度和系统容量,是近年来无线通信领域的研究热点。
中继技术是通信系统中经常采用的技术之一,利用该技术可延长通信距离,改善信号传输质量。本文研究的是将中继引入干扰对齐技术,分别对具有中继节点的SISO(Single Input Single Output,单输入单输出)系统和MIMO(Multi-Input Multi-Output,多输入多输出)系统的干扰对齐算法进行研究。本文的主要工作如下:
首先,对单中继的多用户SISO干扰信道的干扰对齐算法进行研究,提出一种基于最大弦距离准则的优化分布式干扰对齐算法。该算法以改善整个系统的性能为出发点,综合考虑系统中所有用户对的性能。仿真结果表明该优化算法可明显改善SISO的系统性能。
其次,对多中继多用户MIMO干扰信道的干扰对齐算法进行研究,提出一种中继传输机制和改进的干扰消除算法。该机制第一跳传输中采用波束赋形技术,实现多个源节点和多个中继节点间的同时同频传输;在第二跳传输中采用干扰对齐技术。另外,论文给出一种中继选择方案。仿真结果证明该算法使系统的容量有较大的提升。