基于博弈论主动式小区间干扰协调

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1、-基于博弈论的主动式小区间干扰协调由于下一代移动通信系统需要支持更大的传输速率和系统容量，系统内用户的信干噪比必须得到极大的提高，提高信干噪比需要提高信号功率和降低干扰，虽然系统采用了自适应编码调制（AMC），多输入多输出（MIMO）等新技术提高了信号功率，带来了信干噪比的提升，但离系统要求还有较大差距；同时如此高的系统带宽对多小区间的频率复用效率提出了更高的要求，而全频率复用是满足上述需求的有力技术，但是在全频率复用环境下，小区间的干扰会严重影响通信系统的传输速率和用户的服务质量。因此，小区间干扰就成了

2、未来移动通信系统中的主要干扰源，目前小区间的干扰抑制技术主要包括：干扰随机化、干扰消除、干扰协调等。干扰随机化技术通过随机化干扰信号来进行干扰压制，干扰随机化的方法包括：加扰、交织多址(IDMA)和跳频等，干扰随机化只是白化了干扰，并没有真正的减少系统的干扰信号，带来的信噪比改善程度有限。干扰消除技术是通过在用户端利用处理增益来进行干扰压制的一类技术，干扰消除技术复杂度高、应用条件严格，而且只能消除一些强干扰源，而实际系统中干扰主要是由很多小的干扰叠加在一起产生的，因此这项技术在实际应用中效果有限。干扰协

3、调技术是通过在小区间合理分配资源，尽量使相邻小区间所用资源正交，从而减少小区间的干扰。当前的干扰协调技术研究主要是通过对频谱资源的协调减少干扰，根据频谱资源分配方法的不同,小区间干扰协调技术可分为静态协调、半静态协调和全动态协调三种，这三种干扰协调方法仍然有一定的局限性（如频谱效率不高或者信令开销大等）。因此研究高效率、低开销的干扰协调方法对于未来IMTAdvanced移动通信系统具有十分重要的价值。一、项目预期解决的问题本课题拟通过在物理层引入基于博弈论的协作多点通信机制来进行多小区间的干扰抑制，以协作

4、MIMO或多点时空发射分集的实现方式，将原来视为干扰的信号变为具有增益的有用信号，显著改善小区边缘速率，实现多小区间的干扰协调，使得整个网络用户感受速率更为平均。同时.---结合无线资源管理，将博弈论引入到多小区功率分配中，寻求较优的基于定价的多小区功率分配博弈模型，实现多频带、多小区、多用户的主动式干扰协调。基本技术路线如图1：图1多小区、多用户协作干扰协调主要研究内容包括：1.基于多点协作（CoMP）的干扰协调技术这部分研究以充分发挥CoMP下多天线与多基站的空间自由度优势为基础，从物理层上研究解决全

5、复用、基站多天线、非正交多址情形下小区间干扰抑制问题，同时努力降低基带处理复杂度。具体包括：多小区、多天线基站协同通信系统的极限容量研究：本部分研究内容是本课题的理论基础，通过分析多小区、多天线基站协同通信系统的信息论容量有助于我们理解系统的极限性能及其随关键参数的缩放规律，并为设计次优传输策略提供指导。由于OFDM信号由一系列子载波信号组成，通过控制子载波上承载的信号，OFDM系统能灵活的控制信号带宽和频谱，这使得OFDM技术特别适用于认识无线电系统。因此在OFDM中引入认知无线电的概念，并研究如何设计

6、导频以进行最优信道估计，进而取得极限系统容量是一个关键点。小区间干扰抑制研究：由于最优的污纸编码（DPC）传输策略的编译码复杂度太高及对信道信息精度的严格要求，使得这种最优策略无法运用到实际系统中，因此我们需要寻求一种复杂度低且性能较好的次优策略。对于单基站MIMO系统下行链路较为常用的次优传输策略有随机正交波束成型、.---迫零波束成型等，理论上它们都可以移植到多基站协作MIMO协作系统中，但由于协作多点要求更复杂的信号处理来计算多个基站的波束成形系数和增加基站连接的用户数据，同时多基站协作MIMO系统

7、的不同信道矩阵由于经历不同的阴影衰落及小尺度衰落，其信道矩阵元素的统计特性往往呈现出较大的差异，因此单基站MIMO系统下行链路中基于同质信道假设的用户调度策略以及传输方案都需要进行相应的调整和优化才能适用于新的更复杂的异质信道情形。多点相干传输问题的研究：干扰控制只能消除终端能看见的干扰，但不能将有害干扰转为有用的信号。如果多点传输的符号级同步可以做到(如要求多点传输同样的符号内容，并交换这个内容在同步网内)，多点同时传输可以传输更大的每个终端的总功率，同时，可以获得协作分集增益。加上符号级的内容同步，可

8、以进一步将有益传输根据传输信号的幅度和相位是否相干或所有天线是否在多点之间进行交互进行分类。基带处理复杂度问题的研究：多基站、多用户协作MIMO性能提高是以处理复杂度和可能额外干扰为代价的。对于上行链路，多点接收与单点接收相比，终端发射不会有根本差别即复杂度没有增加也没有引起额外的上行干扰，反而由于多点参与接收，在合适的功率控制情况下，终端会降低发射功率，从而减少干扰，而基站接收端多点接收需要付出额外的接收复杂度，对每一路信号