认知双层异构网络下干扰对齐技术的研究

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1、．．、：？乂＇＊．１ｆ３２２０１０１９学校代码：０巧０分类号；ＴＷ２学号：１上聲畔絶乂爹硕±学位论文认知双层异构网络下干扰对齐技术的研究学院：信烏与化电．工程学院专业；捕信与倍息系统研究方向：无线通信与自适应信号处理：杨敬义硏究生姓名：李莉指导教师１完成日期：２０６年３月上海师范大学硕士学位论文摘要摘要毫微微蜂窝基站，作为为室内设计的超小型基站，有着成本低，功率小的特点，通过现有的宽带网络连接回传蜂窝数据流量，为室内移动用户提供更高速率的同时，有效地减轻了宏蜂窝基站上的负载和覆盖不足的问题。但

2、现有的宏蜂窝网络与毫微微蜂窝网络共享同一频段，将造成无法避免的同频干扰，直接降低基站接收信号的质量。因此，有效地控制及管理干扰是研究中亟需解决的重点与难点。干扰对齐技术的提出就是为了解决这一问题，本文将研究该技术在毫微微蜂窝与宏蜂窝网络构成的双层异构网络下的应用，同时，结合认知无线电技术，在做好干扰控制的前提下，进一步提高整个双层异构网络的频谱利用率。本文首先研究了一种双层异构网络下区域化干扰对齐算法，根据双层网络下小区干扰分布的特点，对小区干扰进行区域化讨论。宏蜂窝用户与周围环境交互信息，决定其干扰对象，针对不同的区域场景，通过对宏蜂窝和毫微微蜂窝用户进行预编码以实现干扰对齐，从

3、而对干扰进行有效的管理控制，消除了毫微微蜂窝与宏蜂窝之间的交错干扰。其次，针对多个毫微微蜂窝网络与宏蜂窝网络共存的网络环境，基于干扰对齐技术，提出了一种双层预编码方案，定义宏蜂窝网络对毫微微蜂窝网络造成的干扰为跨层干扰，毫微微蜂窝网络之间的干扰为同层干扰，分别对毫微微蜂窝用户和宏蜂窝用户进行预编码，宏蜂窝用户的预编码使得跨层干扰最小，使之可比拟于背景噪声，毫微微蜂窝用户的预编码与毫微微蜂窝基站的后置编码进行迭代，以最小均方误差准则输出，保证了毫微微蜂窝网络的吞吐量。在多个毫微微蜂窝网络与宏蜂窝网络共同覆盖的网络小区中使用干扰对齐技术，伴随着两大制约条件：首先，干扰对齐算法需要已知信

4、道状态信息，随着用户数量的增加，这一条件会变得非常苛刻，极大地增加了信号开销，其次，受到干扰对齐算法自身的约束，用户数的增加会使得干扰对齐迭代算法复杂度大大提高，本文在最后针对该问题，结合认知无线电技术提出了一种分簇算法，将就近于毫微微蜂窝基站的宏蜂窝用户归为一簇，若宏蜂窝用户对于毫微微蜂窝基站的信干噪比要优于宏蜂窝基站的信干噪比且接入该毫微微蜂窝基站的用户数未达到上限，可将宏蜂窝用户接入毫微微蜂窝基站，否则视为该簇的干扰源，干扰对齐算法对各个簇的干扰进行抑制，实验结果展示了分簇算法在降低干扰对齐算法维度的同时，保证了整个网络的吞吐量。关键词：毫微微蜂窝；双层异构网络；干扰对齐；认

5、知无线电技术；最小均方误差；分簇IShanghaiNormalUniversityMasterofScienceAbstractAbstractFemtocellisatypeofsmallcellusuallydeployedbyresidentialusers.Itprovidesbettercoverageandhighspeeddataserviceforindoorusersviainternetbackhaulandsharesthesamefrequencybandwiththeexistingmacrocellnetwork.Asfemtocellnetworksa

6、ndexistingmacrocellnetworksharethesamespectrum,itwillcauseinevitablyhighlevelinterferencewhenfemtocellusersandmacrocellusersarecommunicatingoverthesamebandwidth.Interferencealignmentisaninterferencemanagementmethodthatcaneffectivelydecreasetheinterferenceinthesameband.Interferencealignmentover

7、lapsinterferenceinthesamesignalspaceatreceivingterminalbyprecodingsoastothoroughlyeliminatetheinfluenceofinterferenceonexpectedsignals.Thisthesiswillfocusontheapplicationofinterferencealignmenttechniqueinthetwo-tieredcognitiveheterogene