多用户mimo系统中基于干扰对齐的能量效率优化算法研究

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1、硕士学位论文多用户MIMO系统中基于干扰对齐的能量效率优化算法研究RESEARCHONENERGYEFFICIENCYOPTIMIZATIONBASEDONINTERFERENCEALIGNMENTFORMULTI-USERMIMOSYSTEM孙银江哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TN929.5学校代码：10213国际图书分类号：654密级：公开工程硕士学位论文多用户MIMO系统中基于干扰对齐的能量效率优化算法研究硕士研究生：孙银江导师：任广辉教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classi

2、fiedIndex：TN929.5U.D.C：654DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONENERGYEFFICIENCYOPTIMIZATIONBASEDONINTERFERENCEALIGNMENTFORMULTI-USERMIMOSYSTEMCandidate：YinjiangSunSupervisor：Prof.GuanghuiRenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicsandCommunicationEngineeri

3、ngAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：July，2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)是无线通信领域近年来取得巨大突破的技术之一。该技术能够极大提高信道容量，但随之而来的是，干扰问题的愈加显著和系统能量消耗的急剧增长。从系统整体角度看来，单纯提高系统和速率并非最优的解决方案。为了权衡系

4、统速率和能量消耗之间的关系，能量效率的概念被提了出来。本文的主要研究内容即在多用户MIMO系统中，通过干扰对齐的方法提高系统能量效率。首先，介绍了干扰对齐在多用户MIMO系统中的实现原理。通过对基于最小干扰泄漏准则、最小均方误差准则和最大信干噪比准则的三种经典干扰对齐算法的仿真，验证了干扰对齐的有效性。针对经典算法的不足，提出了两种优化算法——基于联合优化准则和正交最大信干噪比优化准则的干扰对齐算法。经仿真验证，两种优化算法和速率优于经典算法。其次，分析信道状态信息没办法准确获取时，即对信道的估计受到误差影响时，估计误差对各干扰对齐算法性能的影响。分析用户数量对干扰对齐算法性能的影响。分

5、析各干扰对齐算法的收敛性和运算复杂度。结合以上分析结果发现：基于正交最大信干噪比优化准则的干扰对齐算法尽管运算复杂度略有增加，但在提高系统和速率方面有显著优势，同时受估计误差的影响也相对较小。最后，建立系统功耗模型，分析各部分能量消耗情况，给出能量效率的定义。在正交最大信干噪比算法的基础上，提出能量效率优化算法，进一步提高系统能量效率。关键词：多输入多输出通信系统；干扰对齐；非精确信道状态信息；能量效率；功耗模型-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractMultiple-inputmultiple-output(MIMO)isoneofthemostsignificantbre

6、akthroughsinrecentyears.Whileprovidinghighcapacity,MIMOalsomakesinterferencebecomeincreasinglysignificantandenergyconsumptiongrowrapidly.It'snotoptimalmerelyimprovingsystemsumrate.Toweightherelationbetweensumrateandenergyconsumption,energyefficiencywasputforward.Thecontentofthisdissertationisimpr

7、ovingenergyefficiencybyinterferencealignmentmethodinmulti-userMIMOsystems.Firstly,thisdissertationdescribestheimplementofinterferencealignmentinmulti-userMIMOsystem.Simulationsforthreeclassicalalgorithms--minimuminterf