WOMIMO系统中鲁棒干扰对齐方法的研究-信息与通信工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 Classified Index: TN929.12 U.D.C: 654 Dissertation for the Master Degree in Engineering RESEARCH ON THE ROBUST INTERFERENCE ALIGNMENT IN WOMIMO SYSTEMS Candidate： Li Guowei Supervisor： Prof. Zhao Yaqin Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Information and Communication Engineering Affiliation： School of Electronics and Information Engineering Date of Defence： July, 2014 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 摘 要 无线光通信多输入多输出（Wireless Optical Multiple Input Multiple Output， WOMIMO）结构具有优于电波段的通信速率，但将其应用于实际通信环境中仍 需考虑多用户干扰对系统通信性能的影响及信道状态信息（Channel State Information，CSI）获取精度对 WOMIMO 系统通信速率的影响。本文主要研究 在考虑了信道估计误差的条件下、工作在大气湍流信道中的多用户 WOMIMO 系统的鲁棒干扰管理方法。 本文首先针对大气湍流信道条件下的 WOMIMO 系统进行建模，仿真分析 了系统容量与天线数量、光束的初始空间相干程度及大气湍流程度等因素之间 的关系，结合 WOMIMO 通信条件给出了多用户 WOMIMO 系统的参数。 其次，验证了干扰对齐方法应用于大气湍流信道下的多用户 WOMIMO 系 统中的可行性。通过对基于最小均方误差（Minimum Mean Square Error，MMSE） 优化准则、最大信干噪比（Maximum Signal to Interference plus Noise Ratio，Max SINR）优化准则及最小干扰泄漏（Minimum Weighted Leakage Interference，Min WLI）优化准则的干扰对齐方法的仿真，验证了其有效性，分析对比了信道估 计误差程度及大气湍流强度对以上优化准则下的干扰对齐方法的性能影响。仿 真结果表明：基于 MMSE 优化准则的干扰对齐方法在理想 CSI 的条件下可以获 得较高的和速率，基于 MinWLI 优化准则的干扰对齐方法鲁棒性最佳。大气湍 流强度对干扰对齐算法的鲁棒性无明显影响。 最后，结合博弈论引入了以可变权值参数表征用户间相互影响程度、并以 最优化总体和速率为优化准则的改进干扰对齐方法。同时，综合考虑自由度及 用户间干扰两种因素，构造了基于混合优化准则的多因素优化准则干扰对齐方 法。仿真结果表明：相比 3 种基于单一优化准则下的干扰对齐方法，两种基于 多因素优化准则的干扰对齐方法能获得更高的鲁棒性，且基于混合优化准则的 干扰对齐方法在 SNR10dB 时可以获得最高的和速率及最佳的鲁棒性。 关键词：无线光通信；多用户无线多输入多输出光通信系统；干扰对齐；大气 湍流；非精确信道状态信息； - I - Abstract To improve the rate of wireless communication systems, optical wireless multiple-in and multiple-out (WOMIMO) systems is attractive in researchers for its high communication rate and long distance transmission. There are still problems need solved to apply the WOMIMO system in the actual communication channel state, including the interference between multiple users and the imperfect channel state information (CSI). This article is mainly about the interference management and control schem