WOMIMO系统中鲁棒干扰对齐方法的研究

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无线光通信多输入多输出(Wireless Optical Multiple Input Multiple Output,WOMIMO)结构具有优于电波段的通信速率,但将其应用于实际通信环境中仍需考虑多用户干扰对系统通信性能的影响及信道状态信息(Channel StateInformation,CSI)获取精度对WOMIMO系统通信速率的影响。本文主要研究在考虑了信道估计误差的条件下、工作在大气湍流信道中的多用户WOMIMO系统的鲁棒干扰管理方法。本文首先针对大气湍流信道条件下的WOMIMO系统进行建模,仿真分析了系统容量与天线数量、光束的初始空间相干程度及大气湍流程度等因素之间的关系,结合WOMIMO通信条件给出了多用户WOMIMO系统的参数。其次,验证了干扰对齐方法应用于大气湍流信道下的多用户WOMIMO系统中的可行性。通过对基于最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)优化准则、最大信干噪比(Maximum Signal to Interference plus Noise Ratio,MaxSINR)优化准则及最小干扰泄漏(Minimum Weighted Leakage Interference,MinWLI)优化准则的干扰对齐方法的仿真,验证了其有效性,分析对比了信道估计误差程度及大气湍流强度对以上优化准则下的干扰对齐方法的性能影响。仿真结果表明:基于MMSE优化准则的干扰对齐方法在理想CSI的条件下可以获得较高的和速率,基于MinWLI优化准则的干扰对齐方法鲁棒性最佳。大气湍流强度对干扰对齐算法的鲁棒性无明显影响。最后,结合博弈论引入了以可变权值参数表征用户间相互影响程度、并以最优化总体和速率为优化准则的改进干扰对齐方法。同时,综合考虑自由度及用户间干扰两种因素,构造了基于混合优化准则的多因素优化准则干扰对齐方法。仿真结果表明:相比3种基于单一优化准则下的干扰对齐方法,两种基于多因素优化准则的干扰对齐方法能获得更高的鲁棒性,且基于混合优化准则的干扰对齐方法在SNR>10dB时可以获得最高的和速率及最佳的鲁棒性。
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