MIMO中繼系統(tǒng)中的干擾對齊技術(shù)研究.pdf

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1、.-v/rKA廣、、、：、：‘、“‘、。七產(chǎn)、、”、、■驚賴丨鍵：激■題目：中繼系統(tǒng)中的干擾對齊技術(shù)研究m.專業(yè)：信與鋒處理呂鐵軍辦冗忒；信息與通信工程學(xué)院年月彳舊霤分卻索大博士學(xué)位論文題目：中繼系統(tǒng)中的干擾對齊技術(shù)研究學(xué)號：姓名：龍偉專業(yè)：信號與信息處理導(dǎo)師：呂鐵軍學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院年月日獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明本人聲叫所呈交的論文足本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文屮不包含其他人已經(jīng)發(fā)表成撰寫過的研宄成果，也含為獲得北京郵電大學(xué)

2、或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。々我十彳工作的志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了叨確的說叨并表示了謝。申請學(xué)位論文資料若打不實(shí)之處，本人承擔(dān)切相關(guān)責(zé)任。本人簽名：誠日肌讀關(guān)于論文使用授權(quán)的說明學(xué)位論文作者完全了解北京郵電大學(xué)吖關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研宄：在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬北京郵電大學(xué)。學(xué)校打權(quán)保留并叫國家七關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的印件和磁盤，允許學(xué)位論文被查閱和仍閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它犮制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保

3、密的學(xué)位論文在解密遵守此規(guī)定）本學(xué)位論文屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。本人簽名：似令日期：導(dǎo)師簽名：不日期：摘要中繼系統(tǒng)中的干擾對齊技術(shù)研究摘要在第三代合作伙伴計(jì)劃（提出的長期演進(jìn)技術(shù)升級版（，標(biāo)準(zhǔn)中，中繼轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)以及多輸入多輸出（技術(shù)被明確列為推薦解決方案。融合二者的中繼技術(shù)有望成為未來移動通信系統(tǒng)中最富有競爭力的技術(shù)之一。然而，中繼系統(tǒng)，尤其是多用戶雙向多向中繼系統(tǒng)的性能受到多用戶干擾的嚴(yán)重制約。有效的干擾處理方法是挖掘中繼技術(shù)潛能的關(guān)鍵所在。干擾對齊（，作為一種干擾處理方法，因其在干擾信道等場景中突出的干

4、擾處理效果，近年來受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。同時(shí)，也為中繼系統(tǒng)中的干擾處理提供了新思路。本文以中繼系統(tǒng)為研究對象，重點(diǎn)研究了三種典型場景：多向中繼信道、信道和多對雙向中繼信道中基于技術(shù)的傳輸方案。此外，還對傳輸方案相關(guān)的波束成形設(shè)計(jì)和用戶調(diào)度等問題進(jìn)行了討論。本文的主要研宄內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)歸納如下：針對多向中繼信道，本文提出了一種基于的傳輸方案。在該方案中，所有的信息交換在兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)即可完成，與傳統(tǒng)方案相比，提高了頻譜效率。本文還對傳輸方案的可行性條件進(jìn)行了分析，確定了本方案的適用范圍。此外，本文還對傳輸方案的可達(dá)

5、自由度（進(jìn)行了理論分析，并通過數(shù)值仿真對分析結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的基于迫零（收發(fā)機(jī)的傳輸方案相比，本方案取得了更高的。針對信道的一種特殊場景，本文推導(dǎo)了該場景的精確。首先，通過假設(shè)用戶之間存在充分的協(xié)作，并利用割集定理獲得了該場景的一個(gè)上界。然后，本文提出了一種基于非對稱干擾對齊的傳輸北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論文方案，并通過理論分析和數(shù)值仿真，證明了該傳輸方案可以達(dá)到的上界。結(jié)合的上界和可達(dá)性證明，本文獲得了該場景的精確。此外，為了進(jìn)一步提高所提傳輸方案的和速率性能，本文還提出一種迭代的波束成形優(yōu)化算

6、法，對用戶處和中繼處的波束成形設(shè)計(jì)進(jìn)行了聯(lián)合優(yōu)化。最后，通過仿真驗(yàn)證了所提算法的性能增益和收斂速度。針對多對雙向中繼信道，本文提出了一種基于非對稱干擾對齊的傳輸方案，并對其可達(dá)的進(jìn)行了理論分析，數(shù)值仿真的結(jié)果也表明所提方案的可達(dá)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方案。然后，針對所提傳輸方案，本文提出了一種結(jié)合罰函數(shù)法和擬牛頓法的聯(lián)合波束成形優(yōu)化算法，仿真結(jié)果表明該算法顯著提高了和速率，并且具有良好的收斂性。此外，本文還提出了一種基于準(zhǔn)正交原則的用戶調(diào)度算法，有效地利用了場景中的多用戶分集，進(jìn)一步提高了所提傳輸方案的和速率。關(guān)鍵詞：

7、多輸入多輸出，中繼系統(tǒng)，干擾對齊，自由度，波束成形摘要北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論文目錄目錄緒論研究背顯研宄現(xiàn)狀分析論文的主要研宄內(nèi)容及創(chuàng)新論文的結(jié)構(gòu)安排第二章干擾對齊技術(shù)介紹干擾對齊的基本、想小維度上的干擾對齊自由度的定義時(shí)域干擾對齊相位干擾對齊空域干擾對齊干擾對齊在具體場中的應(yīng)用倌逍的自由度干擾廣播信進(jìn)的自由度信進(jìn)的自由度本章小結(jié)第三章多向中繼信道中的干擾對齊技術(shù)系統(tǒng)模型多向中繼信道中的傳輸方案傳輸方案和可行性條件簡要的分析仿真結(jié)果本章小結(jié)北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論文第四章信道中的干擾對齊技術(shù)?言系統(tǒng)模型可達(dá)上界的

8、傳輸方案非對稱干擾對齊簡要的分析非對稱干擾對齊中的波束成形優(yōu)化聯(lián)合迭代優(yōu)化算法夂雜度分析般化愷進(jìn)中的干擾對齊技術(shù)仿結(jié)果本章小結(jié)第五章多對雙向中繼信道中的干擾對齊技術(shù)引系統(tǒng)模型非對稱干擾對齊非對稱數(shù)信號中繼處的映射矩陣針對等效實(shí)數(shù)系統(tǒng)的干擾對齊般化多對雙丨〖中繼信進(jìn)的自由度上界及可達(dá)性分析自由度上界可達(dá)性分析波束成形優(yōu)化和用戶對調(diào)度方法聯(lián)合波束成形優(yōu)化準(zhǔn)正交用戶對調(diào)度仿結(jié)果本章小結(jié)第六章總結(jié)和展望論文