一種多用戶MIMO系統(tǒng)干擾對(duì)齊優(yōu)化算法*

陳 艷**，2，宋云超

(1.南京郵電大學(xué) 電子與光學(xué)工程學(xué)院、微電子學(xué)院，南京 210003；2.南京理工大學(xué)紫金學(xué)院 電子工程與光電技術(shù)學(xué)院，南京 210046)

1 引 言

作為第四代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技術(shù)在不增加系統(tǒng)帶寬和天線發(fā)射功率的前提下可以顯著提高信道的容量及頻譜利用率[1]。單用戶MIMO系統(tǒng)若配置的天線數(shù)受限會(huì)降低系統(tǒng)獲得的容量增益，而多用戶MIMO系統(tǒng)允許多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行通信，可達(dá)到更高的容量，但當(dāng)天線數(shù)目及用戶數(shù)量增加時(shí)會(huì)引起無(wú)線介質(zhì)的廣播與疊加，此時(shí)干擾成為制約多用戶MIMO系統(tǒng)可靠通信的重要因素之一[2]。因此，為了改善系統(tǒng)的性能，需要采用有效的措施對(duì)用戶引起的干擾進(jìn)行管理。

干擾對(duì)齊(Interference Alignment，IA)被認(rèn)為是處理多用戶MIMO系統(tǒng)用戶間干擾的關(guān)鍵技術(shù)之一，并已經(jīng)被證實(shí)可有效獲得網(wǎng)絡(luò)的最大自由度[3]。干擾對(duì)齊技術(shù)可廣泛應(yīng)用到各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校绺蓴_信道[4-8]、干擾多址接入信道[9]、干擾廣播信道[10]、具有中繼的信道[11]等。

現(xiàn)有的多用戶MIMO系統(tǒng)干擾對(duì)齊算法主要分為兩類：基于信號(hào)空間的干擾對(duì)齊算法與基于信號(hào)尺度的干擾對(duì)齊算法。基于信號(hào)尺度的干擾對(duì)齊算法因難以精確跟蹤信道變化均實(shí)用性較差。基于信號(hào)空間的干擾對(duì)齊算法為了實(shí)現(xiàn)干擾對(duì)齊，必須聯(lián)合設(shè)計(jì)發(fā)送預(yù)編碼矩陣與接收側(cè)的干擾抑制矩陣，但一般是非凸問(wèn)題很難求解。在實(shí)際中經(jīng)常采用迭代的方法來(lái)求解發(fā)送預(yù)編碼矩陣與接收側(cè)的干擾抑制矩陣。……