多用户干扰信道分布式波束成形算法
随着科技的创新和经济的发展，人类社会迈向信息化，通信用户数量的激增使无线通信频谱资源尤为紧缺，提高频谱利用率的技术引起人们的关注。多天线技术和复用技术的结合使通信的频谱资源获得更高的利用效率。但是，多个用户公用一个信道进行通信必然导致用户之间的相互干扰、信道容量的减小。作为解决多用户干扰问题的一种重要手段，干扰对齐技术得到了国内外学者的广泛研究。波束成形算法通过对天线矩阵进行矢量运算达到干扰对齐的效果，成为干扰对齐研究的重要领域。但波束成形算法所面临的挑战是多个用户通信时，发送端的每个发射天线需要知道全局信道状态信息才能进行波束成形矢量运算，这在实际中是很难实现的。因此研究不需要全局信道状态信息的波束成形算法是一项具有重要意义和实用价值的迫切工作。 本文主要针对多用户多输入单输出(Multiple input single output，MISO)干扰信道中波束成形算法进行研究，分析了几种经典算法的优缺点，进而寻找一种不需要信道状态信息又能达到最大信道容量的最优算法。论文取得的主要成果如下: 1.针对MISO平坦衰落干扰信道的信道容量进行研究，重点分析了迫零算法和最大比传输算法。通过仿真结果得出，在高信噪比的多用户MISO系统中，迫零算法可达到最大的信道传输速率，远大于最大比传输算法所能达到的速率。本篇论文推导证明了这个结论。 2.论文提出了一种在多用户MISO干扰信道中不需要信道状态信息的分布式波束成形算法，这种算法能达到最大的信道容量。在算法的运算中用到了一个在发射机中循环传输的令牌，发射机在获得令牌时进行波束成形最优化运算，没有获得令牌的发射机则通过增大或者减小发射功率来报告它所获得速率变化。发射机在最优化的过程中不需要全局信道状态信息，利用令牌学习的过程来获得波束成形矢量。通过仿真结果表明了在高信噪比下所提算法获得了和追零算法一样高的信道传输速率。 论文所提算法在多用户MIMO系统中的应用还有待进一步的分析，有待在后续的工作中予以研究。
无线通信;多用户MISO系统;干扰信道;波束成形算法;令牌学习
北京交通大学
硕士
电子与通信工程
侯建军
2013
中文
TN925;TN919.3
63
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）