双层异构网络中基于有限反馈的空时干扰对齐研究

本文针对双层异构网络,提出一种利用当前和过期发射端信道状态信息(Channel State Information at the Transmitters,CSIT)的异构空时干扰对齐(Heterogeneous Space-Time Interference Alignment,HSTIA)方案.该方案将空时干扰对齐拓展至双层异构网络MISO(Multiple Input Single Output)混合信道,研究可达自由度关于CSI(Channel State Information)反馈时延的折中域.结果表明,增加发射端天线数能有效提高可达自由度.基于该结论,将空时干扰对齐技术扩展至双层异构网络MIMO(Multiple Input Multiple Output)混合信道,分析MIMO系统发射端与接收端天线数比对系统自由度的影响,并进一步研究系统达到该自由度时CSI反馈时延的取值范围.结果表明,当发射端与接收端天线数比足够多时,系统自由度的稳健性随接收端天线数的增加而加强.通过仿真分析验证,HSTIA方案利用本地当前和过期CSIT执行发射预编码,实现不同时隙的干扰信号相互消除,从而获得自由度增益,以提高系统的可达速率.

基于分布式空时干扰对齐的MIMO干扰信道自由度研究

针对K个用户MIMO干扰信道(IC),研究基于分布式空时干扰对齐(DSTIA)的信道可达自由度。利用分布式当前和过期发射端信道状态信息(CSIT)设计预编码,分别给出MISO系统可达自由度关于CSI反馈时延和反馈频率的折中域;分析发射端天线数对MISO系统可达自由度的影响,导出逼近系统自由度外界的条件。进一步研究MIMO系统接收端天线数对系统自由度的影响,给出保持系统可达自由度的CSI反馈时延范围。理论和数值分析表明,所提DSTIA方案能充分消除用户间干扰,获得更高的自由度增益,缩小可达界与外界的差距,提高系统的可达速率。

基于广义空时干扰对齐的多用户MISO广播信道自由度分析

针对多用户MISO(multiple-input single-output)广播信道,提出一种广义空时干扰对齐方案。该方案利用非正交传输,在同一时隙将多用户的信号叠加发送,提高了频谱效率;利用当前和过期信道状态信息(channel state information,CSI)构造预编码矩阵,将不同时隙下的干扰信号对齐至同一维度,通过前后时隙的观测值消除用户间干扰,达到无干扰提取期望信号的目的。仿真结果表明,对于发射端配置M根天线的K用户MISO广播信道和干扰信道,系统自由度为KM/(1+M)。随着发射端天线数的增加,衰减因子M/(1+M)逼近1,可达自由度逼近外界K。

基于分布式混合CSIT的MIMO X网络自由度分析

在M×N用户MIMO X网络中,发射端信道状态信息(CSIT)类型会影响系统总自由度(sum-Do F).为逼近系统总自由度外界,设计MIMO X网络对称天线配置下的多阶段分布式空时干扰对齐(DSTIA)方案;推导具有分布式特性的基于混合CSIT—过期(outdated)和当前(current)CSIT的预编码矩阵闭式解;分析CSI反馈时延、网络节点数和配置天线数对MIMO X网络总自由度的影响.理论和数值分析表明,在分布式混合CSIT条件下,DSTIA方案能充分消除用户间干扰,获得更高的自由度,缩小可达界与外界的差距,提高系统可达速率.