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其他技术 | 带你读《5G非正交多址技术》之十一

简介: 干扰信号 s 是基站在相同的时频资源发给另一个用户的信号。这个干扰信 号是发射侧完全知道的,但接收侧并不知道。

第 2 章 下行非正交传输技术

| 2.6 性能评估 |

| 2.7 其他技术 |

Tomlinson-Harashima Precoding(THP)预编码
考察一个简单的点对点信道,用 x 表示发射符号,y 表示接收符号,w 表 示高斯白噪声~N(0, α2),即
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干扰信号 s 是基站在相同的时频资源发给另一个用户的信号。这个干扰信 号是发射侧完全知道的,但接收侧并不知道。发射信号 x 需要满足功率限制。 对于这个发射侧已知干扰的信道可以用图 2-27 表示[10]。用 u 来代表想要发送的 调制符号的星座点,一种直接的发射方式是发x us = − ,这样,接收侧的信号 就变成 yusswuw =−++=+。但这种做法的问题是发射信号的功率会随着干扰 信号的功率 2 s 增加而增大,从而违背了发射功率受限的前提。
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考虑更一般情况下的下行两用户 THP 传输,假设基站有多个发射天线,终 端只有一根接收天线,它们接收到的信号分别为
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其中,x1 和 x2 分别为用户 1 和用户 2 的发射信号,u1 和 u2 分别是用户 1 和用户 2 的空域预编码向量, h1 和 h2 分别是基站到用户 1 和用户 2 的空间信道 向量,这里假设用户 1 为近端用户,即 22 12 hh ≥ 。如果将 x2 当成发射已知的 干扰,并假定两个用户采用相同的空域预编码,即 u1= u2= u,那么对用户 1 做 THP,即
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这里的 p1 即用户 1 在拓展了的星座图中的星座点,与干扰 x2 为接近。可 以看出,对于近端用户,由于发射侧已经做了干扰消除,在接收端感受到的干 扰只有 AWGN,不存在任何来自用户 2 的干扰。
对于用户 2,因为是远端用户,其调制阶数一般不高,如 QPSK,所以在 发射侧无须做特殊处理。则式(2.26)可以写成
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用户 2 的接收机可以将用户 1 的信号当成噪声。如图 2-28 所示,对于 s(用 户 2 的 x2),如果空域预编码与空间信道完全匹配( H 2 1 = hu ),它的干净信号 对应于第二象限中的阴影三角形,其观测到的噪声是用户 1 的 x1 与白噪声 w2 的和。 式(2.25)和式(2.26)适用于两用户采用不同空域预编码的情形,换句 话讲,THP 可以用于 MU-MIMO。这时,发射侧需要知道各个用户的空间信道 h1 和 h2,才能正确地做发端的干扰消除。
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| 参考文献 |

[1] B. M. Hochwald, C. B. Peel, A. L. Swindlehurst. A vector-perturbation technique for near-capacity multi antenna multiuser communication-Part II: Perturbation. IEEE Trans. Commun. Vol. 53, No. 3, May 2005, pp 537-544.
[2] D. Tse, and P. Viswanath. Fundamentals of Wireless Communication, Cambridge Univ. Press. 2005.
[3] Y. Yuan, et. al. Non-orthogonal transmission technology in LTE evolution. IEEE Commun. Mag., Vol. 54, No. 7, July 2016, pp. 68-74.
[4] 3GPP, TR 36.859. Study on Downlink Multiuser Superposition Transmission (MUST) for LTE (Release 13).
[5] 3GPP, TR 36.866. Study on Network-Assisted Interference Cancellation and Suppression (NAICS) for LTE (Release 12).
[6] 3GPP, R1-157609. Description of MUST Category 2, ZTE, RAN1#83, Nov. 2015, Anaheim, USA.
[7] 3GPP, R1-154454. Multiuser superposition transmission scheme for LTE, MediaTek, RAN1#82, Aug. 2015, Beijing, China.
[8] 3GPP, R1-152806. Multiuser superposition schemes, Qualcomm, RAN1#81, May 2015, Fukuoka, Japan.
[9] 3GPP, R1-152493. Candidate schemes for superposition transmission, Huawei, RAN1#81, May 2015, Fukuoka, Japan.
[10] 3GPP, R1-154701. Candidate schemes for superposition transmission based on dirty paper coding, Xinwei, RAN1#82, Aug. 2015, Beijing, China.

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