无线通信迭代抗干扰关键技术研究

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干扰一直是无线通信技术的核心问题。第三代无线通信系统中的多天线及扩频通信技术,也面临各种干扰问题。干扰抑制技术一直是世界范围内的研究课题,具有重要的理论和实际价值。在多天系统中,针对多天线干扰问题,现有的串行干扰消除技术复杂度高,时延大不利于实际实现,并行干扰消除则性能差,信道编码联合的干扰消除技术复杂度比前两者更高,因此低复杂度高性能的干扰抑制技术成为新的需要。另一方面,现有的扩频通信干扰抑制技术主要针对窄带干扰抑制,对于宽带干扰也需要低复杂度高性能的抑制技术。为此,本文针对多天线系统和扩频通信系统,将迭代的思想用在多天线及同频干扰抑制中。对于不同的干扰情况,采用不同的迭代方法,有效地抑制干扰提高系统的误码率性能。首先,将功率扩展应用到异步发射V-BLAST中,提出基于功率扩展的迭代并行干扰消除方法,并给出了误码率性能以及复杂度的分析结果。分析和仿真结果表明,相对于线性检测方法以及排序串行干扰消除方法,所提方法使得误码率性能显著提高,而复杂度与线性方法同为O(N-3)。在8发4收场景下,误码率为10-3时,与现有排序串行干扰消除方法相比,带来了约7dB信噪比增益。其次,在异步MIMO-OFDM中使用功率扩展,提出一种基于单个子载波的迭代并行干扰消除方法,迭代过程基于功率扩展能有效缓解误差传播的问题。分析和仿真结果表明,相对于传统迭代并行干扰消除以及时域迭代干扰消除,提出方法能有效改善误码率性能,而复杂度与线性检测方法呈线性关系。在4发2收场景下,误码率为10-3时,5次迭代后所提方法相比于传统的迭代并行多天线干扰消除方法,带来约4.5dB信噪比增益。最后,针对宽带干扰下的CDMA系统,利用感知获得干扰信号的带宽及功率等信息,提出一种优化的迭代干扰消除方法。通过功率认知以及信干比临界点来优化迭代干扰消除的顺序,分析和仿真结果表明,优化迭代顺序后的干扰消除方法能有效提高误码率性能,同时降低复杂度。在扩频增益为63,信噪比-5dB,信干比-12dB时,采用干扰信号优先的迭代顺序,使得直扩信号的误码率从4×10-3降到1×10-4。本文研究了多天线以及CDMA系统中的干扰抑制技术,研究丰富了现有的迭代干扰消除方法,具有其理论和实用价值。研究结果可以应用于第三代和新一代无线通信系统中。
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