时分双工系统中大规模MIMO的干扰抑制策略研究

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在未来的无线通信系统中,我们对信道容量,频谱利用率,数据传输速率以及服务质量等有了更高的要求。我们需要更高的数据传输速率和更好的服务质量。无线多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)系统在通信系统中具有巨大的优势。MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一,通过近几年的持续发展,MIMO技术将越来越多地应用于各种无线通信系统。大规模MIMO被认为是下一代通信系统的关键技术。但大规模MIMO系统中的干扰严重的影响通信系统的性能,也成为抑制大规模MIMO发展的一大瓶颈。大规模MIMO系统中存在干扰很难完全消除。为了降低干扰对时分双工系统(Time Division Duplex System,TDD)下行链路传输性能下降,我们首先深入了解了系统中干扰的产生,对比分析了主流的干扰抑制算法的优缺点,根据系统干扰的统计特性,提出了一种线性预编码算法。在存在系统干扰的情况下,我们推导了大规模MIMO系统下行链路中的信泄噪比(Signal to Leakage and Noise Ratio,SLNR),然后最大化用户的平均信泄噪比SLNR,最后推导适用于减轻大规模MIMO中干扰的预编码矩阵,提出了一种基于预编码矩阵的干扰抑制策略。为了完成算法的仿真,简述了无线通信和MIMO信道的发展历史和背景,基于无线信道的基本理论分析了两种信道模型——WINNERII模型和克罗内克(Kronecker)模型的建模方法。对比分析了两个模型的优缺点,并对它们代码进行改写,使得它们能够仿真大规模MIMO,并从信道容量和误码率两个指标验证仿真平台的有效性,最后用搭建好的平台进行仿真,实现本文提出的算法,并且与传统MIMO系统中干扰抑制算法的性能进行了对比分析。
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