全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐算法研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Mafei19881016
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随着全双工技术的发展,全双工基站端自干扰已经得到了很好的消除,目前影响全双工基站实际应用的就是上行用户对下行用户造成的干扰。干扰对齐技术作为一种出色的干扰管理方法,可应用于全双工基站蜂窝网络中,但是,在应用中干扰对齐需要收发端用户均知道全局信道状态信息(CSI),由于发端用户获取 CSI的方式一般为收端反馈,反馈延迟,量化误差等会造成CSI的不准确,影响干扰对齐效果,且获取CSI会给系统带来很大的负荷。因此,本文在全双工基站蜂窝网络中,研究了一种上行用户无需获取CSI的时隙干扰对齐算法,并对算法的性能和复杂度进行了分析。  论文的主要工作如下:  1、建立了全双工基站蜂窝网络系统模型,讨论了其理论自由度上界。针对全双工带来的上、下行用户间干扰,在单天线用户系统和多天线用户系统中,分别研究了上行用户预编码的干扰对齐算法,并对算法的性能进行了仿真分析。  2、在单天线用户全双工基站蜂窝系统中,针对用户端预编码的干扰对齐算法需要上行用户获取CSI的问题,设计了一种时隙干扰对齐算法。该算法基站需将上行信号转发到下行用户端,通过设计合理的基站端预编码矩阵,使得下行用户可以将来自上行用户的干扰信号和来自基站转发的上行干扰信号对齐。通过理论分析和仿真验证,表明此方法上行用户无需获取CSI,在两时隙即可实现单天线用户干扰对齐,且在特定的用户配置下可以达到自由度上界。  3、将设计的单天线用户时隙干扰对齐算法推广到多天线用户全双工基站蜂窝系统中,设计了一种通用的时隙干扰对齐算法。此算法通过在基站端设计预编码矩阵和下行用户端的干扰消除矩阵,使得在下行用户端,不同时隙信号相减即可消除上行用户干扰。研究结果表明,此算法天线数目及用户数目均可配置,且干扰对齐的预编码仍然在基站端进行,上行用户仍无需获取CSI。  4、对本文设计的时隙干扰对齐算法的可行性条件以及自由度进行了分析,并和现有的上行用户预编码干扰对齐算法进行了比较。结果表明,此算法的自由度增益可以达到1.5,上行用户无需获取CSI,在某些系统配置下可以达到自由度上界,且当用户为单天线时,会大大降低干扰对齐需要的时隙数目。
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