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信道均值反馈下多天线干扰信道中的预编码
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2020-10-15
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研究了多天线干扰信道系统的预编码设计问题,这里干扰信道具备视距路径,可以建模为莱斯衰落信道。假设发送端仅能获取信道统计信息——信道均值矩阵,分别基于最大信干噪比和最大信干噪差准则,提出了两种预编码算法。对第一种算法,首先引入辅助变量将非凸规划问题转成凸问题,然后提出了二分搜索算法并且结合凸优化软件进行求解;对第二种算法,将原问题分解为若干子问题分别求解,以解析的形式给出最优解。计算机仿真验证了提出算法的收敛性,分析了莱斯因子对系统性能的影响,并且与若干典型发送方案作对比,证明了提出算法的优越性。
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信道均值反馈下多天线干扰信道中的预编码信道均值反馈下多天线干扰信道中的预编码
研究了多天线干扰信道系统的预编码设计问题,这里干扰信道具备视距路径,可以建模为莱斯衰落信道。假设
发送端仅能获取信道统计信息——信道均值矩阵,分别基于最大信干噪比和最大信干噪差准则,提出了两种预
编码算法。对第一种算法,首先引入辅助变量将非凸规划问题转成凸问题,然后提出了二分搜索算法并且结合
凸优化软件进行求解;对第二种算法,将原问题分解为若干子问题分别求解,以解析的形式给出最优解。计算
机仿真验证了提出算法的收敛性,分析了莱斯因子对系统性能的影响,并且与若干典型发送方案作对比,证明
了提出算法的优越性。
0 引言引言
多天线干扰信道系统是现代无线通信系统重要的研究对象,很多网络(包括AdHoc网络、无线局域网等)通常工作于干扰受限
模式,均适合以此建模。该系统包括多个收发节点对,接收节点通常只想从某个发送节点接收数据,但同时会收到其他用户通
信的干扰。
近年来,学者对干扰信道系统进行了干扰抑制管理、能效优化等多方面的研究
[1-13]
。干扰对齐是干扰抑制管理中重要的一
类技术,最早由JAFAR S A等
[3-4]
提出,其设计思想是通过联合收发设计,将干扰信号重叠放置于某空间,该空间与有用信号
所在空间是分开的,由此消除用户间干扰。后来,研究人员提出了干扰对齐技术的若干衍生版本
[5-6,10]
,或者将该技术运用
到了认知中继网络、安全通信或者异构通信网络中
[7-9]
。文献[5]提出了一种子空间干扰对齐算法,通过信道分解技术将干扰对
齐到多维的子空间。干扰抑制管理还有若干其他类型的技术,这类预编码设计是基于最大信干噪比、最小干扰加噪声泄露、干
扰迫零等准则
[10-13]
。文献[11]研究了协方差反馈下多天线干扰系统的干扰抑制问题,基于最大信干噪比准则设计了最优预编
码。针对有色噪声下多天线干扰系统,文献[12]基于最小干扰加噪声泄露准则,提出了一种迭代算法在系统收发两端分别优化
预编码和接收矩阵。
在之前多数研究中,即时信道状态信息对于预编码设计是必要的,当信道变化很快时,频繁的信道信息反馈会给系统带来
较大负担。因此,本文考虑接收机仅反馈信道统计信息的情况,相比即时信道信息反馈,无疑节省了大量系统开销。具体地,
本文涉及的干扰信道是莱斯衰落信道,发送端基于信道均值反馈信息设计预编码,用来提升系统性能和降低多用户干扰。分别
根据最大信干噪比和信干噪差设计准则提出了两种预编码算法,并在若干典型系统配置下对其性能进行了仿真验证。
1 系统模型系统模型
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