部分CSI条件下干扰对齐的算法改进研究

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干扰对齐/干扰安排技术通过预先在发送端对接收端将会收到的干扰信号进行对齐,能够使这些干扰信号在接收端所提供的有限的维数空间上重叠,从而达到压缩干扰信号空间的目的,并增大了其对应的目标信号子空间的空间维数,使得系统的自由度变大,继而增大了系统容量,因此干扰对齐成为近年来的一个研究热点。   实现干扰对齐的一个重要的前提是发送端需要知道理想的全局信道状态信息(Channel State Information,CSI),然而,在实际的无线通信系统中,由于信道估计误差、信号在传输过程中存在时延等原因,发送端获得的CSI往往是部分已知的、非理想的,难免存在估计或反馈误差、信道时延等。为了减小信道误差及时延对干扰对齐系统的影响,本文的主要工作如下:   首先,本文针对CSI存在误差的情况,以减小多小区环境下信道误差对传统算法稳健性的影响为目标,通过设立误差约束,改进已有的迫零算法,修正优化问题,给出了具有闭式解的最小化干扰泄露算法,并推导出新的目标约束下具有信道误差的系统频谱效率表达式。随后,首次在干扰对齐中针对误差CSI的情况采用LTE多小区系统仿真模型,对误码率及频谱效率进行仿真,进一步证明了该算法在LTE系统中的可行性及可靠性。   其次,本文进一步针对CSI存在时延的情况,以减小时延对系统性能的影响为目标,通过对联合信道矩阵分块化处理,改进了传统信道模型,并建立一般等效信道模型。相比传统信道模型,该模型的等效干扰数大大减小,并进一步在模型中考虑了CSI存在时延的情况。不同于以往的相关研究,本文利用贝叶斯方法,首次在发送端仅仅已知时延CSI的条件下实现干扰对齐,降低了干扰对齐的实现条件,并给出了一种适用于K用户MIMO信道的稳健算法。通过仿真验证,该算法能够有效地改善CSI存在时延情况下的系统性能。
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