多用户MIMO系统用户调度及用户天线联合选择的研究

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多用户多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput,MIMO)系统利用空分多址技术使得多个用户共享同一时频资源,进一步提高了系统的频谱利用率但同时也导致了用户间的干扰。多用户干扰的抑制主要通过基站端的预编码技术来实现。块对角化(BlockDiagonalization,BD)是一种针对用户端配置多根天线情况的预编码方法,它复杂度较低且可以彻底消除多用户干扰,是目前最为有效的预编码方案之一。但是块对角化要求发射天线数必须大于等于各接收端所有接收天线数之和,因此必须从全部用户的接收天线中选出一部分以满足块对角化对天线数目的限制。
　　为了满足块对角化对天线数目的限制并使多用户MIMO系统的用户得到更公平的服务,提出了一种块对角化下差分进化算法(DifferentialEvolution,DE)的用户调度算法。该算法先将差分进化算法进行改进,使其可对任意可行大小的用户子集进行调度,然后将其与改进比例公平算法(ProportionalFair,PF)相结合进行用户调度。实验结果表明,在不同的信噪比和用户数下,提出的算法较解决该问题最优的算法在效率、公平度和系统和数据率方面都有所提高,能有效地解决块对角化下的用户调度问题。
　　进一步地,为了避免由于被调度用户的某根天线性能较差而影响整体性能并降低硬件的复杂度及成本,提出一种改进的块对角化下用户天线联合选择方法,利用差分算法收敛速度快、收敛精度高、全局寻优能力强等特点搜索可能的天线子集以最大化系统和数据率。通过与目前解决用户天线联合选择问题效果较好的算法对比,实验结果表明,基于差分进化算法的用户天线联合选择具有更高的精度,且在发射天线数较大或用户数较多的情况下效率也更高,更适于解决块对角化下的用户天线联合选择。

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作者
张梦莹;
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作者单位

哈尔滨工程大学;

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授予单位哈尔滨工程大学;
学科信号与信息处理
授予学位硕士
导师姓名毕晓君;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类信号处理;
关键词
多用户多输入多输出; 块对角化; 差分进化算法; 用户调度; 用户天线联合选择;

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