無(wú)線廣播信道自由度區(qū)域研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)于移動(dòng)通信的需求也越來(lái)越大。日益增長(zhǎng)的需求驅(qū)動(dòng)了提升系統(tǒng)性能的算法、編碼、通信協(xié)議等一系列技術(shù)的開(kāi)發(fā)。然而，對(duì)于許多常見(jiàn)的多用戶通信場(chǎng)景，我們?nèi)匀徊恢榔湎到y(tǒng)容量。相對(duì)于單用戶通信場(chǎng)景，多用戶通信場(chǎng)景的研究非常困難。與單用戶通信場(chǎng)景不同，多用戶場(chǎng)景下，用戶之間的信號(hào)會(huì)互相干擾。用戶之間可以合作、可以競(jìng)爭(zhēng)。這給研究分析帶來(lái)了實(shí)質(zhì)性的困難。Claude Shannon發(fā)展起來(lái)的經(jīng)典信息論，已經(jīng)把單用戶通信場(chǎng)

2、景下的信道容量刻畫出來(lái)。但對(duì)于多用戶場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)信息論的發(fā)展遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到令人滿意的程度。對(duì)于許多常見(jiàn)的通信網(wǎng)絡(luò)，目前學(xué)術(shù)界都無(wú)法給出容量刻畫。已有研究者對(duì)一些簡(jiǎn)單的多用戶通信場(chǎng)景進(jìn)行了研究?；谒麄兊墓ぷ?，本文研究了在不同的信道信息假設(shè)下的MIMO廣播信道的自由度區(qū)域。具體而言，本文主要研究了如下兩方面內(nèi)容：
　　本文研究了發(fā)射機(jī)具有混合信道信息的MIMO廣播信道自由度區(qū)域。我們首先給出了該MIMO廣播信道的自由度區(qū)域外界。針對(duì)該外界

3、，我們根據(jù)天線數(shù)目的不同，將內(nèi)界分為了四種情況進(jìn)行討論。針對(duì)每一種天線數(shù)目配置，我們給出了相應(yīng)的傳輸方案。我們的方案從空間、時(shí)間、以及功率三個(gè)維度進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，使得能盡可能多地向每個(gè)接收機(jī)發(fā)射數(shù)據(jù)流，并且盡量減少對(duì)另一個(gè)接收機(jī)的干擾。具體地，我們提出發(fā)射機(jī)利用估計(jì)的信道信息，進(jìn)行合理的功率分配，并選擇合適的預(yù)編碼矢量進(jìn)行迫零發(fā)射。此外，發(fā)射機(jī)利用延時(shí)的信道信息，在時(shí)域上進(jìn)行干擾對(duì)齊。我們所給出的傳輸方案獲得的自由度區(qū)域，優(yōu)于已有的研究文

4、獻(xiàn)中的結(jié)果。
　　此外，本文還研究了非相干MIMO廣播自由度區(qū)域。我們首先給出了該信道的自由度區(qū)域外界。然后利用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，說(shuō)明如何在非相干的信道中進(jìn)行通信。我們提出了一種新穎的傳輸方案。該方案利用將兩個(gè)接收機(jī)的信號(hào)矩陣相乘的方法，達(dá)到了廣義的干擾對(duì)齊效果，從而獲得了優(yōu)于時(shí)分復(fù)用的自由度區(qū)域。具體而言，我們創(chuàng)造性地提出，將接收機(jī)端不確定的信道矩陣視為干擾，將一個(gè)接收機(jī)的信號(hào)矩陣和信道矩陣的乘積視為另一個(gè)接收機(jī)的等效信道矩陣，從