Đang tải... (xem toàn văn)
Bài báo nghiên cứu vấn đề thiết kế các ma trận xử lý tuyến tính ở bộ phát và thu trong hệ thống thông tin nhiều cell sử dụng nhiều antenna phát và nhiều antenna thu nhằm tối đa hóa bậc tự do của hệ thống. Khác với các kỹ thuật sắp xếp can nhiễu truyền thống, kỹ thuật sắp xếp can nhiễu trong bài báo sẽ tập trung giảm thiểu ảnh hưởng của can nhiễu rò rỉ vào không gian tín hiệu ở mỗi user, đồng thời can nhiễu giữa các luồng tín hiệu và nhiễu của từng user cũng được tối thiểu. Mời các bạn cùng tham khảo!
Hội Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) +ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ (&,7 Kỹ Thuật Sắp Xếp Can Nhiễu Cho Hệ Thống Phối Hợp Nhiều Cell Với Thơng Tin Trạng Thái Kênh Khơng Hồn Hảo Nguyễn Quang Tuấn1 , Hà Hoàng Kha1 , Tạ Quang Hùng2 , Võ Quế Sơn1 Khoa Điện-Điện Tử, Đại Học Bách Khoa-Tp.HCM Khoa Công Nghệ Thông Tin, Đại Học Hà Nội Email: nqtuan9999@gmail.com, hhkha@hcmut.edu.vn, hungqta@gmail.com, sonvq@hcmut.edu.vn Tóm tắt nội dung—Bài báo nghiên cứu vấn đề thiết kế ma trận xử lý tuyến tính phát thu hệ thống thông tin nhiều cell sử dụng nhiều antenna phát nhiều antenna thu nhằm tối đa hóa bậc tự hệ thống Khác với kỹ thuật xếp can nhiễu truyền thống, kỹ thuật xếp can nhiễu báo tập trung giảm thiểu ảnh hưởng can nhiễu rò rỉ vào khơng gian tín hiệu user, đồng thời can nhiễu luồng tín hiệu nhiễu user tối thiểu Hơn nữa, phần lớn nghiên cứu trước liên quan đến kỹ thuật xếp can nhiễu giả sử thông tin trạng thái kênh truyền hồn hảo Tuy nhiên, thơng tin trạng thái kênh hồn hảo khơng thể đạt thực thế, báo xem xét trạng thái kênh không hảo vấn đề thiết kế ma trận phát thu Khi đó, vấn đề tối ưu bền vững trạng thái thông tin kênh không chắn giới thiệu Vấn đề thiết kế biểu diễn dạng toán tối ưu, phương pháp tối ưu luân phiên sử dụng đề tìm ma trận phát thu tối ưu Các kết mô cung cấp để đánh giá sử hiệu phương pháp tối ưu bền vững so với trường hợp thiết kế không bền vững thông tin trạng thái kênh khơng hồn hảo Từ khóa— Kỹ thuật xếp can nhiễu, hệ thống nhiều cell, MIMO, tối ưu bền vững I GIỚI THIỆU Trong hệ thống thông tin vô tuyến tế bào truyền thống, trạm gốc thiết kế để thơng tin với user không quan tâm đến user cell lân cận Các kỹ thuật xử lý tín hiệu thực độc lập cell can nhiễu từ cell lân cận xem nhiễu [1] Tuy nhiên, thông tin hệ mới, kỹ thuật truyền phối hợp cell kỹ thuật sử dụng nhiều antenna phát nhiều antenna thu (MIMO: Mupltiple-Input Multiple Output) sử dụng để tăng hiệu suất phổ [1]–[3] Các kỹ thuật xử lý tín hiệu phối hợp cell chứng minh cải thiện đáng kể dung lượng hệ thống [1], [4], [5] Các tác giả [5] giới thiệu kỹ thuật điều khiển búp sóng phối hợp cell để tăng tổng tốc độ bit hệ thống Các phương pháp giới thiệu bao gồm truyền phối hợp lượng tín hiệu cực đại, truyền phối hợp để tối thiểu can nhiễu Tuy nhiên, hệ thống xem xét báo giới hạn luồng liệu truyền trạm gốc user Vấn thiết kế ma trận thu phát để tối ưu dung lượng hệ thống bao gồm can nhiễu nhiều user khó khăn ISBN: 978-604-67-0635-9 mặt tốn học [1], [4] Gần đây, bậc tự (degrees of freedom) dùng tiêu thiết kế mạng thơng tin có can nhiễu Bậc tự định nghĩa số luồng liệu mà user phát mà không gây can nhiễu lẫn [6], [7] Bậc tự tối ưu đạt kỹ thuật xếp can nhiễu (interference alignment) [7], [8] Ý tưởng kỹ thuật xếp can nhiễu tìm ma trận phát thu để tín hiệu can nhiễu từ người sử dụng xếp vào không gian can nhiễu, tín hiệu mong muốn nằm khơng gian tín hiệu trực giao với khơng gian can nhiễu Các kỹ thuật xếp can nhiễu tổng dung lượng mạng vô tuyến nhiều người sử dụng đồng thời tăng tuyến tính với số người sử dụng mạng [9], [10] Bài báo tập trung nghiên cứu vấn đề kỹ thuật xếp can nhiễu cho kênh đường xuống mạng thông tin vô tuyến nhiều cell Mỗi trạm gốc trang bị nhiều antenna phát phát nhiều luồng liệu đến thiết bị thu thời điểm Để sử dụng tần số hiệu quả, cell sử dụng phổ tần số kỹ thuât xử lý tín hiệu MIMO áp dụng để giảm thiểu ảnh hưởng can nhiễu user Kỹ thuật xếp can nhiễu áp dụng để tối ưu hóa bậc tự hệ thống Khác với phương pháp xếp trước tập trung vào cơng suất can nhiễu rị rỉ vào khơng gian tự hiệu [8], [10], [11], phương pháp báo xét thêm ảnh hưởng can nhiễu luồng tín hiệu user vào hàm mục tiêu thiết kế Các phương pháp xếp can nhiễu có tính đến cơng suất tín hiệu mong muốn trình bày [12]–[14] Hơn nữa, phương pháp trước [8], [10], [11] giả sử trạng thái thơng tin hồn hảo biết thiết bị đầu cuối Trong thực tế, trạng thái thơng tin kênh đạt thu kỹ thuật ước lượng, phát đạt trạng thái thơng tin từ phản hồi từ thu, ước lượng kênh đường lên hệ thống song công miền thời gian Do đó, trạng thái thơng tin kênh hồn hảo khơng thể có thực tế Chúng tơi xem xét trường hợp trạng thái thơng tin kênh khơng hồn hảo thiết kế kỹ thuật xếp can nhiễu Khi đó, báo sử dụng tối ưu bền vững để đề thiết kế ma trận thu phát Vấn đề thiết kế ma trận thu phát đồng thời tốn tối ưu khơng lồi việc tìm lời giải tối ưu khó khăn Vì vậy, phương pháp tối ưu luân phiên ma trận phát thu 309 Hội+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ (&,7 Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) sử dụng với biểu thức toán học ma trận phát thu tính bước lặp Sự hội tụ giải thuật chứng minh Các kết mô thiết kế bền vững có xem xét đến ảnh hưởng trạng thái thơng tin khơng hồn hảo cải thiện dung lượng hệ thống so với thiết kế dựa thông tin trạng thái kênh ước lượng Ký hiệu: Các ký tự hoa ký tự thường in đậm dùng cho ma trận vector tương ứng X H chuyển vị lấy liên hiệp phức ma trận I and ma trận đơn vị ma trận zero có số chiều tương ứng trace(.), rank(.) and E(.) X ||F Frobenius toán tử trace, hạng ma trận kỳ vọng ||X X ) thành lập vector cột từ cột ma trận norm vec(X X x ∼ CN (¯ x , Rx ) nghĩa x vector biến ngẫu nhiên phức có phân bố Gauss với trung bình x¯ ma trận hiệp phương sai R x II MƠ HÌNH Bộ thu thứ k sử dụng ma trận xử lý tuyến tính W k ∈ C Nrk ×dk để khơi phục lại tín hiệu mong muốn x k Tín hiệu ngõ xử lý tuyến tính xk =WH k yk =WH k H kk F k x k + K l=1,l�=k (3) Khi đó, tốc độ bit user k xác định H H −1 Rk = log2 |II dk + W H k H kk F k F k H kk W k R zk | (4) K H H H �=1,��=k W k H k,�F �F � H k,�W k với R zk = + σn2 W H k Wk ma trận tương quan can nhiễu nhiễu thu Tổng tốc độ bit toàn hệ thống K R= HỆ THỐNG Mơ hình hệ thống xem xét báo bao gồm mạng thơng tin vơ tuyến có K cell hình Mỗi trạm gốc cell thứ k (k ∈ K = {1, 2, , K}) trang bị Ntk phát dk luồng liệu đến user thứ k có Nrk antenna thu cell Chú ý, cell có nhiều user, nhiên thời điểm user phục vụ kênh tần số Để sử dụng hiệu tần số, trạm phát dùng chung tần số thời điểm Mơ hình biết đến mơ hình kênh MIMO có can nhiễu [9] H WH k H klF lx l + W k z k k (5) Rk Mục tiêu quan trọng thiết kế ma trận thu phát để tối ưu hóa tổng tốc độ bit hệ thống Tuy nhiên, vấn đề tối đa hóa tổng tốc độ bit tương đối khó khăn ảnh hưởng qua lại lẫn biến thiết kế chất khơng lồi tốn tối ưu [4] Gần đây, thông số sử dụng đánh giá dung lượng hệ thống can nhiễu bậc tự (DoF) DOF định nghĩa sau [9] K DoF = k lim SN R→∞ Rk log2 (SN R) Các bậc tự tối ưu đạt kỹ thuật xếp can nhiễu [6], [7] Theo kỹ thuật xếp can nhiễu [9], thu khôi phuc dk luồng tín hiệu mà khơng bị ảnh hưởng can nhiễu từ user khác điều kiện sau thỏa mãn: rank W H k H k,k F k WH k H k,�F � Giả sử tín hiệu x k ∈ C dk ×1 dk luồng tín hiệu phát từ trạm gốc thứ k đến user thứ k Trạm gốc tiền mã hóa tín hiệu kỹ thuật xử lý tín hiệu tuyến ma trận F k ∈ C Ntk ×dk Khi đó, tín hiệu thu user thứ k cho phương trình K H klF lx l + z k (1) l=1 H kl ∈ C Nrk ×Ntl ma trận kênh truyền từ trạm phát thứ l đến user thứ k z k ∼ CN (00, σn2 I ) nhiễu thu Với xkx H giả sử E[x k ] = I , công suất phát phát thứ k bị ràng buộc điều kiện F k �2F ≤ Pk,max �F dk (6a) = 0, ∀� �= k, � ∈ K (6b) Trong báo [8], vấn đề thiết kế ma trận thu phát thỏa điều kiện (6) viết lại dạng tốn tối thiểu cơng suất can nhiễu rị rỉ Hình Mơ hình hệ thống phối hợp cell yk = = III KỸ THUẬT SẮP XẾP CAN NHIỄU KHI THƠNG TIN TRẠNG THÁI KÊNH HỒN HẢO Kỹ thuật xếp can nhiễu [9], [10] tập trung vào tối thiểu cơng suất can nhiễu rị rỉ vào khơng gian tín hiệu, khơng quan tâm đến nhiễu can nhiễu luồng tín hiệu Gần đây, phương pháp xếp can nhiễu có xét đến ảnh hưởng nhiễu cơng suất tín hiệu mong muốn giới thiệu [12]–[14] Từ (3), ta tính cơng suất thành phần tín hiệu không mong muốn thu k sau: (2) W k, F k) ξk (W WH = �W k H kk F k − I dk �F K + l=1,l�=k với Pk,max công suất phát tối đa cho phép 310 2 W WH �W k �F k H klF l �F + σn �W (7) Hội Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015) +ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ (&,7 Trong đó, số hạng thứ trình bày thành phần can nhiễu luồng tín hiệu, số hạng thứ công suất can nhiễu user khác rị rỉ vào khơng gian tín hiệu mong muốn sau công suất nhiễu thu thứ k Chú ý rằng, cơng suất tín hiệu khơng mong muốn thu bị ảnh hưởng chiến lược phát tất phát mạng Do đó, thơng tin trạng thái kênh biết trạm phát, trạm phát phối hợp để tìm chiến lược phát tối ưu nhằm làm giảm tổng cơng suất tín hiệu khơng mong muốn tất user Vấn đề thiết kế ma trận phát-thu biểu diễn toán học sau: K Fk W k ,F s.t W k, F k) ξk (W (8a) F k �2F ≤ Pk,max , k = K �F (8b) W k, F k) = ξ(W k=1 Chúng ta quan sát tốn tối ưu (8) không lồi W k , F k ), nhiên tốn tối ưu lồi cho theo biến (W biến W k F k riêng biệt Do đó, chúng tơi áp dụng phương pháp tối ưu luân phiên để tìm nghiệm tối ưu Thiết kế ma trận thu: Cho trước chiến lược phát, vấn đề thiết kế ma trận thu biểu diễn thành K W k, F k) = ξ(W Wk W k , F k ) ξk (W (9) k=1 Chú ý, lọc thu k ảnh hưởng chất lượng tín hiệu thu k mà khơng ảnh hưởng đến thu khác Do đó, lời giải tối ưu tìm từ điều kiện sau: ∂ξk =( W ∗k ∂W K l=1 H W k − H kkF k + σn2 W k = H klF lF H l H kl )W (10) Kết ma trận thu tối ưu K H −1 H klF lF H l H kl + σnI Nrk ) H kk F k Wk = ( (11) kết K H −1 H HH lk W lW l H lk + λk I Ntk ) H kk W k Fk = ( λk tìm để thỏa điều kiện ràng buộc cơng suất Algorithm : Tối ưu ma trận thu phát CSI hoàn hảo 1: Inputs: K, Ntk , Nrk , d, H k,� , σn , Pk,max , ∀k, l ∈ K, κ = 0, κmax , κ lần lặp thứ κ; K F (0) 2: Khởi tạo: ma trận phát {F k }k=1 thỏa điều kiện cơng suất (2) (0) W (0) 3: Tính ma trận thu từ (11) hàm mục tiêu ξ(W k ,F k ) 4: repeat 5: κ = κ + 1; K W (κ−1) F (κ) 6: Cố định {W }K k=1 , tính {F k k }k=1 từ (15) (κ) K (κ) K F k }k=1 , tính {W W k }k=1 từ (11); 7: Cố định {F (κ) W (κ) 8: Tính giá trị hàm mục tiêu ξ(W k ,F k ) (κ) W (κ) 9: until κ = κmax or |ξ(W − k ,F k ) (κ−1) (κ−1) Wk ξ(W ,F k )| ≤ � Trong κmax số lần lặp tối đa cho phép � độ xác mong muốn Chú ý cố định ma trận thu phát, toán (8) tối ưu lồi cho biến cịn lại Do đó, bước lặp giải thuật làm cho hàm mục tiêu không tăng Hơn nữa, hàm mục tiêu bị chặn zero Do đó, hội tụ giải thuật đảm bảo IV KỸ THUẬT SẮP XẾP CAN NHIỄU KHI THÔNG TIN Trong phần trên, trạng thái thông tin kênh giả sử hoàn hảo biết thiết bị thu-phát Tuy nhiên, thực tế, trạng thái thông tin kênh đạt ước lượng sai số ước lượng tránh khỏi Trong phần này, xem xét kênh truyền khơng hồn hảo mơ tả bới phương trình [16]: Fk s.t W k, F k) ξk (W (12a) H kl trạng thái thông tin kênh ước lượng sai số ngẫu nhiên Δ kl có thành phần phân bố Gaussian với Δkl )H ) = σΔ Δkl )vec(Δ I Ntk Nrk (17) E(vec(Δ F k �2F ≤ Pk,max , k = K �F (12b) Khi đó, trung bình cơng suất tín hiệu khơng mong muốn thu k tính W k, F k) = ξ(W k=1 Bài toán tối ưu toán tối ưu lồi theo biến F k Để tìm nghiệm tối ưu, định nghĩa hàm Lagrange sau: ξ˜k = W k, F k) + L(λk , F k ) = ξ(W k=1 F k �2F − P k,max ) (13) λk (�F Sử dụng điều kiện KKT (Karush–Kuhn–Tucker), ta tìm nghiệm tối ưu từ phương trình [15] W W k �2F + σΔ +σn2 �W �W k �2F l=1 K l=1 WH �W k H klF l �F F l �2F �F (18) Vấn đề thiết kế thu phát tối ưu bền vững kênh truyền khơng hồn hảo cho K K l=1 WH EΔ kl [ξk ] = �W k H kk F k − I dk �F + K K ∂L =( F ∗k ∂F (16) H kl = H kl + Δ kl K TRẠNG THÁI KÊNH KHƠNG HỒN HẢO l=1 Thiết kế ma trận phát: Cố định ma trận thu, vấn đề thiết kế ma trận phát từ (8) (15) l=1 H Fk − HH HH lk W lW l H lk )F kk W k + λk F k = Wk F k ,W (14) s.t 311 ˜ W k, F k) = ξ(W W k, F k) ξ˜k (W (19a) F k �2F ≤ Pk,max , k = K �F (19b) k=1 Hội Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thơng Tin (ECIT 2015) +ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ (&,7 So sánh với tốn (8), ta thấy phương pháp tối ưu bền vững hướng tới tối thiểu công suất thành phần không chắn kênh ngõ lọc thu Thiết kế ma trận thu tối ưu bền vững: Vấn đề thiết kế ma trận thu bền vững thông tin trạng thái kênh khơng hồn hảo đươc viết thành K ˜ W k, F k) = ξ(W Wk W k , F k ) ξ˜k (W (20) k=1 Bởi ma trận thu W k khơng ảnh hưởng qua lại lẫn nhau, thu tối ưu tìm từ điều kiện K ∂ ξ˜k W∗ ∂W k H Wk H klF lF H l H kl + σnI dk )W =( l=1 −H kkF k + σe2 ( K l=1 F l �2F )W Wk �F (21) = V KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Khi đó, ta rút lọc thu tối ưu K Wk = H H klF lF H l H kl + σe ( l=1 −1 +σn2 I Nrk H kkF k K l=1 F l �2F )II Nrk �F (22) Thiết kế ma trận phát bền vững: Từ (19), vấn đề thiết kế ma trận phát biết ma trận thu viết thành K ˜ W k, F k) = ξ(W Fk W k, F k) ξ˜k (W (23a) F k �2F ≤ Pk,max , k = K �F (23b) k=1 s.t Tương tự phần thiết kế phát thơng tin trạng thái kênh hồn hảo, ta sử dụng phương pháp Lagrange để tìm nghiệm tối ưu Hàm Lagrange xác đinh biểu thức sau K ˜ W k, F k) + L(λk , F k ) = ξ(W k=1 F k �2F − P k,max ) (24) λk (�F Bộ phát tối ưu thỏa điều kiện K ∂L F∗ ∂F k =( l=1 H Fk − HH HH lk W lW l H lk )F kk W k K +σΔ ( l=1 W l �2F )F Fk �W (25) + λkF k = Kết phát tối ưu K Fk K H HH lk W lW l H lk + σΔ ( = l=1 +λkI Ntk ] −1 l=1 HH kk W k Algorithm : Tối ưu bền vững cho ma trận thu phát CSI khơng hồn hảo 2 1: Inputs: K, Ntk , Nrk , d, H k,� , σn , σΔ , Pk,max , ∀k, l ∈ K, κ = 0, κmax , κ lần lặp thứ κ; K F (0) 2: Khởi tạo: ma trận phát {F k }k=1 thỏa điều kiện công suất (2) ˜ W (0) , F (0) ) 3: Tính ma trận thu từ (22) hàm mục tiêu ξ(W k k 4: repeat 5: κ = κ + 1; K W (κ−1) F (κ) 6: Cố định {W }K k=1 , tính {F k k }k=1 từ (26); (κ) K (κ) K F k }k=1 , tính {W W k }k=1 từ (22); 7: Cố định {F ˜ W (κ) , F (κ) ) 8: Tính giá trị hàm mục tiêu ξ(W k k ˜ W (κ) , F (κ) ) − 9: until κ = κmax or |ξ(W k k ˜ W (κ−1) , F (κ−1) )| ≤ � ξ(W k k W l �2F ))II Ntl �W (26) Giải thuật luân phiên tối ưu ma trận thu phát thông tin trạng thái kênh khơng hồn hảo tóm tắt giải thuật Tương tự giải thuât 1, giải thuật đảm bảo hội tụ Phần cung cấp kết mô để đánh giá hiệu phương pháp trình bày báo Hệ thống mô bao gồm K = cell Mỗi trạm phát trang bị Ntk = Nt = antenna phát thu sử dụng Nrk = Nr = antenna Các cập thu phát đồng thời phổ tần số Mỗi cặp thu-phát truyền dk = d = luồng liệu độc lập Kênh truyền ước lượng giả sử có phân bố Rayleigh với phương sai thành phần sai số ước lượng có phân bố Gaussian phức với phương sai Phương sai nhiễu chuẩn hóa σn2 = Cơng σΔ suất phát trạm giả sử Pk,max = Pmax Tỷ số cơng suất tín hiệu cơng suất nhiễu định nghĩa SN R = Pmax /σn2 Ví dụ 1: Trong ví dụ này, khảo sát đặc tính hội tụ giải thuật Chọn tùy ý SNR lần thực kênh ngẫu nhiên, khảo sát giá trị hàm mục tiêu qua bước lặp Hình minh họa đặc tính hội tụ giải thuật SN R = 20 dB Chúng ta quan sát từ hình hàm mục tiêu đơn điệu giảm sau bước lặp hội tụ đến lời giải tối 100 bước lặp Ví dụ 2: Ví dụ đánh giá tổng tốc độ bit tồn mạng thơng tin trạng thái kênh hồn hảo khơng hồn hảo Ba phương pháp so sánh bao gồm: giải thuật trạng thái thông tin kênh hoàn hảo (Perfect CSI), giải thuật bền vững (robust) trạng thái thơng tin kênh khơng hồn hảo, phương pháp thu sử dụng trạng thái thông tin ước lượng không tối ưu bến vững (non-robust) Kết tổng tốc độ bit trung bình phương pháp trình bày hình = {0.01, 0.05} phương sai sai số ước lượng kênh σΔ Từ hình 3, ta thấy thơng tin trạng thái kênh khơng hồn hảo, dung lượng hệ thống giảm, tổng bậc tự giảm Ngoài, phương pháp bền vững cải thiện tổng tốc độ bit khoảng bps/Hz so với phương pháp tối ưu không bền vững VI KẾT LUẬN Bài báo trình bày kỹ thuật xếp can nhiễu hệ thống thông tin vô tuyến nhiều cell Phương pháp giới thiệu 312 Hội+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ (&,7 Thảo Quốc Gia 2015 Điện Tử, Truyền Thông Công Nghệ Thơng Tin (ECIT 2015) hồn hảo tối ưu bền vững cải thiện dung lượng hệ thống 1.4 Objective function ξ LỜI CẢM ƠN Perfect CSI 1.2 Robust σ2 =0.05 Nghiên cứu tài trợ Quỹ phát triển khoa học công nghệ quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 102.042013.46 Δ 0.8 TÀI LIỆU 0.6 0.4 0.2 10 20 30 40 50 60 Iteration index 70 80 90 100 Hình Đặc tính hội tụ giải thuật lặp 60 Average Sum Rate (bps/Hz) 50 Perfect CSI Robust σ2 =0.05 Δ Non−robust σ2 =0.05 Δ 40 Non−robust σ2 =0.01 Δ Robust σ2Δ=0.01 30 20 10 0 10 15 20 SNR (dB) 25 30 35 40 Hình Tổng tốc độ bit hệ thống báo giảm công suất can nhiễu cell mà cịn giảm can nhiễu luồng tín hiệu Ngồi ra, vấn đề thơng tin trạng thái kênh khơng hoàn hảo xem xét tối ưu bền vững để thiết kế thu phát Các phương pháp trình bày báo thực hiệu tìm biểu thức bước lặp, đồng thời giải thuật tối ưu đảm bảo hội tụ Các kết mô cho thấy dung lượng hệ thống giảm thông tin trạng thái kênh không [1] H Dahrouj and W Yu, “Coordinated beamforming for the multicell multi-antenna wireless system,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 9, pp 1748–1759, May 2010 [2] A Tolli, H Pennanen, and P Komulainen, “Distributed coordinated multi-cell transmission based on dual decomposition,” pp 1–6, Nov 2009 [3] E Bjornson, M Bengtsson, and B Ottersten, “Optimality properties and low-complexity solutions to coordinated multicell transmission,” pp 1– 6, Dec 2010 [4] C Ng and H Huang, “Linear precoding in cooperative MIMO cellular networks with limited coordination clusters,” IEEE J Sel Areas Commun., vol 28, pp 1446–1454, Dec 2010 [5] R Zakhour, Z Ho, and D Gesbert, “Distributed beamforming coordination in multicell mimo channels,” in IEEE Veh Technol Conference (VTC), pp 1–5, April 2009 [6] S Jafar and S Shamai, “Degrees of freedom region of the MIMO X channel,” IEEE Trans Inform Theory, vol 54, pp 151–170, Jan 2008 [7] S A Jafar, “Interference alignment: a new look at signal dimensions in a communication network,” Foundations and Trends in Communications and Information Theory, vol 7, no 1, pp 1–136, 2011 [8] K Gomadam, V Cadambe, and S Jafar, “A distributed numerical approach to interference alignment and applications to wireless interference networks,” IEEE Trans Inform Theory, vol 57, pp 3309–3322, June 2011 [9] V Cadambe and S Jafar, “Interference alignment and degrees of freedom of the K -user interference channel,” IEEE Trans Inform Theory, vol 54, pp 3425–3441, Aug 2008 [10] S Peters and R Heath, “Interference alignment via alternating minimization,” in Proc IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, (ICASSP), pp 2445–2448, April 2009 [11] D Papailiopoulos and A Dimakis, “Interference alignment as a rank constrained rank minimization,” IEEE Trans Signal Process., vol 60, pp 4278–4288, Aug 2012 [12] A Dong, H Zhang, D Yuan, and X Zhou, “Interference alignment transceiver design by minimizing the maximum mean squared error for MIMO interfering broadcast channel,” IEEE Trans Veh Technol., p to appear, 2015 [13] H Shen, B Li, M Tao, and X Wang, “MSE-based transceiver designs for the MIMO interference channel,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 9, pp 3480–3489, Nov 2010 [14] S Ma, H Du, T Ratnarajah, and L Dong, “Robust joint signal and interference alignment in cognitive radio networks with ellipsoidal channel state information uncertainties,” IET Commun., vol 7, pp 1360– 1366, Sept 2013 [15] S Boyd and L Vandenberghe, Convex Optimization Cambridge University Press, 2003 [16] X He and Y.-C Wu, “Probabilistic QoS constrained robust downlink multiuser mimo transceiver design with arbitrarily distributed channel uncertainty,” IEEE Trans Wireless Commun., vol 12, pp 6292–6302, Dec 2013 313 ... tốn tối thiểu cơng suất can nhiễu rị rỉ Hình Mơ hình hệ thống phối hợp cell yk = = III KỸ THUẬT SẮP XẾP CAN NHIỄU KHI THÔNG TIN TRẠNG THÁI KÊNH HOÀN HẢO Kỹ thuật xếp can nhiễu [9], [10] tập trung... so với trường hợp thiết kế không bền vững thông tin trạng thái kênh khơng hồn hảo Từ khóa— Kỹ thuật xếp can nhiễu, hệ thống nhiều cell, MIMO, tối ưu bền vững I GIỚI THIỆU Trong hệ thống thông tin. .. tính phát thu hệ thống thông tin nhiều cell sử dụng nhiều antenna phát nhiều antenna thu nhằm tối đa hóa bậc tự hệ thống Khác với kỹ thuật xếp can nhiễu truyền thống, kỹ thuật xếp can nhiễu báo tập
