干擾系統(tǒng)中的協(xié)作和協(xié)調(diào)機制及熱點區(qū)域Missive-MIMO容量分析.pdf

1、無線通信環(huán)境中，用戶通信信號之間的相互干擾常常是限制系統(tǒng)容量的瓶頸所在。在本論文中，分別針對干擾系統(tǒng)中的認知、協(xié)調(diào)及大規(guī)模天線等技術(shù)進行了一系列研究工作。主要工作包括:
　　在主動避免干擾的認知系統(tǒng)中，我們設(shè)計了以能量效率最優(yōu)為目標的協(xié)作方式進行頻譜感知。在無線局域網(wǎng)絡(luò)中，基于干擾協(xié)調(diào)技術(shù)，針對其中一些基本的通信模式設(shè)計了用戶之間有效應(yīng)對相互干擾、實現(xiàn)并行通信的MAC層協(xié)議。在信道存在相關(guān)性的“熱點”區(qū)域中，我們分析了通過多用戶信

2、道漸近正交化抑制用戶間干擾的大規(guī)模天線技術(shù)在其中的性能表現(xiàn)。
　　在第一個工作中，我們以一個新的思路提出了合作頻譜感知的方案:在盡可能避免對授權(quán)用戶干擾的前提下，以認知用戶完整通信過程（包括頻譜感知階段和其后的通信階段）中整個認知用戶系統(tǒng)的能量效率最優(yōu)為目標，尋求最合適的合作頻譜感知精度。我們首先對此問題建立了數(shù)學(xué)模型，并進一步針對認知用戶分布密集和認知用戶分布分散的兩種場景進行了深入的分析。在前一場景中，通過合理的假設(shè)及近似，選

3、擇“哪些”認知用戶參與合作頻譜感知能使能量耗損最低的問題將退化為確定由“多少”認知用戶參與合作感知。在后一場景中，我們針對確定參與合作頻譜感知的認知用戶的最佳組合的需求設(shè)計了一個啟發(fā)式的算法，此算法不僅具有更低的復(fù)雜度，而且我們通過仿真驗證了其性能非常接近最優(yōu)的窮舉算法。
　　在第二個工作中，我們首先基于兩路數(shù)據(jù)流的多天線X信道上的干擾協(xié)調(diào)算法，對能夠從X信道拓展出的各類通信模式進行了物理層算法的推導(dǎo);同時，針對這些通信模式，我們

4、在傳統(tǒng)協(xié)議的通過信令交互建立通信鏈路的方式的基礎(chǔ)上，設(shè)計了在這些新的通信模式中所需要的信令（控制幀）結(jié)構(gòu);并在此基礎(chǔ)上分析了各類通信模式所對應(yīng)的協(xié)議執(zhí)行流程。此工作不僅可以實現(xiàn)用戶并行通信，還可以通過一定的調(diào)度來構(gòu)造復(fù)用增益更高的通信模式，以此帶來網(wǎng)絡(luò)容量的提升。
　　在第三個工作中，我們首先分析了用戶密度高、用戶信道之間相似度很大的熱點區(qū)域中，用戶信道的數(shù)學(xué)模型是怎樣建立的。其次，我們分別通過理論分析和仿真驗證說明了在這樣的信道