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拓扑干扰对齐技术是指在仅仅知道无线网络拓扑信息的前提下进行的干扰对齐方案的设计,而拓扑信息是由粗略的信道状态信息构成的,它仅仅区分干扰链路是强还是弱。因此,较基于完整信道状态信息条件下进行的干扰对齐研究相比,拓扑干扰对齐技术不仅更加具有现实性,同时也会对进一步挖掘系统的通信潜能具有十分重大的意义。本文针对任意配置的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)干扰信道和MIMO干扰广播信道设计了具体的拓扑干扰对齐方案,并分析了系统的可达自由度。针对MIMO干扰信道,本文提出了基于矩阵填充的拓扑干扰对齐方案,其主要思想是:首先,根据网络的拓扑信息构建MIMO干扰信道的部分连接模型;其次将其映射至一个单输入单输出(Single Input Single Output,SISO)干扰信道的部分连接模型,并基于矩阵填充方案得出SISO干扰信道部分连接模型的拓扑干扰对齐解;最后,基于SISO干扰信道的拓扑干扰对齐解,为原始MIMO干扰信道系统联合设计满足拓扑干扰对齐条件的预编码矩阵和解码矩阵,并结合时延扩展和转置接收的方法,使得系统达到拓扑干扰对齐的目的。针对MIMO干扰广播信道,本文提出了两种拓扑干扰对齐方案,分别基于用户压缩和基站扩展。其主要思想是:首先,根据无线网络的拓扑信息构建MIMO干扰广播信道的部分连接模型;其次,运用用户压缩或基站扩展的方法将MIMO干扰广播信道的部分连接模型转化为MIMO干扰信道的部分连接模型。其中,用户压缩是虚拟地将一个小区内的所有用户压缩成一个超级用户,而基站扩展是虚拟地将小区内的基站数目扩展至和本小区服务的用户数;然后,将MIMO干扰信道的部分连接模型映射至相应的SISO干扰信道的部分连接模型;最后,通过矩阵填充方案求解SISO干扰信道的部分连接模型的拓扑干扰对齐解,并据此为原始的MIMO干扰广播信道设计具体拓扑干扰对齐方案。其特别之处在于,小区间干扰运用基于拓扑信息联合设计预编码矩阵和解码矩阵的方法进行消除,而小区内的多用户间干扰运用基站端迫零的方法进行消除。此外,本文就系统达到拓扑干扰对齐目的后的自由度进行了分析,并且这些可达自由度均可以视为系统可达自由度的一个内界,从而对MIMO网络在拓扑干扰对齐方面的研究,尤其是系统的可达自由度方面具有深刻的启示意义。