单多用户对双向中继协作通信系统干扰管理研究

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1、声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：芒堑至望20f毕年3月2蝈学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对

2、于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：2Dl牛年弓月26日硕士论文单／多用户对双向中继协作通信系统干扰管理研究摘要无线中继协作通信技术可以为无线通信系统提供更高的空间分集、减少通信盲区、增加基站覆盖范围，并有助于小区边缘用户的有效通信。高频谱效率的双向中继技术获得了学术界和工业界广泛的关注，并具备成为下一代无线通信网络的核心技术之一的能力。本文主要开展了基于放大转发策略双向中继网络干扰抑制和管理的关键技术研究，重点调研了多用户对双向中继网络，主要研究内容如下：1)针对单用户对双向中

3、继网络干扰问题展开研究。首先，在梯度下降法的波束成形矩阵设计基础上分析了信道估计误差对和速率与误码率性能的影响。然后，提出一种基于最大化和速率交替迭代的联合波束成形算法，该算法在用户和中继的发射端同时引入波束成形。仿真结果表明：本文提出的交替迭代算法优于现有的迫零(ZF，zeroforcing)、最小均方误差和梯度下降法。2)在多用户对双向中继网络中，由于多个用户对在两个时隙内同频段通过配置多天线的中继站完成信息交换，用户对存在严重干扰，如何管理此类干扰是最具挑战性的问题，于是我们提出了两种高性

4、能波束成形算法：奇异值分解加奇异值分解算法(SVDplusSVD)与最大化信干噪比加最大化信泄噪比算法(Max．SINRplusMax．SLNR，Maximizingsignaltointerferenceandnoiserateplusmaximizingsignaltoleakageandnoiserate)。仿真结果表明：我们提出的SVDplusSVD和Max．SINRplusMax．SLNR算法的性能明显优于现有ZFplusZF和块对角化加块对角化算法(BDplusBD，Blockdia

5、gonalizationplusblockdiagonalization)。SVDplusSVD算法需要用户之间充分协作，一般难以实现，但该算法可以为系统提供更紧的和速率上界，而Max．SINRplusMax．SLNR无需用户端协作，更实用。3)为了进一步提高多用户对双向中继网络和速率，本文专门为SVDplusSVD、BDplusBD和Max．SINRplusMax．SLNR波束成形设计了注水功率分配算法；随后，在中继站引入对称的最大和速率信道配对方案。仿真结果表明：注水功率分配在中低信噪比情况

6、下可以有效提高系统和速率；同最小化速率和与单位矩阵空间信道配对算法相比，最大和速率空间信道配对方案可以有效提高和速率。关键词：双向中继，波束成形，迫零，块对角化，奇异值分解，最大化信干噪比，最大化信泄噪比，注水功率分配，信道配对AbstractWirelesscooperativerelaycommunicationtechniquecanprovidespatialdiversity，re(1uceblindcoverage，increasethecoverageofbaseStation，a

7、ndimprovethetransmissionqualityofuseratcelledge．Duetoahighermoreandmoreattentionfrombothacademicinvestigatetheinterferencesuppressionandspectralefficiency，two-wayrelayingattractsandindustryworlds．Inthispaper,wemainlymanagementtechniquesfortwo—wayrela

8、ynetworkwithamplifyandforwardstrategy．Ourmaincontributionsareasfollows：1)Westudyontheinterferencemanagementinsingle。pairtwo‘wayrelaynetwork．Firstly,weanalyzetheeffectsofthechannelestimationerrorontheperformanceo士s啪ratea11dbite盯orrate(BER)basedonthegr