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无线信道是一种开放和共享媒质,其广播特性致使任何在发射机传输功率覆盖范围内的通信节点都可能接收到该发射机的传输信号。因此,干扰在多用户无线通信系统中广泛存在,已成为制约系统容量提升的重要因素。近年来,干扰对齐和干扰中和作为两种重要干扰管理技术受到了广泛研究,两种技术的应用使无线干扰网络的容量有了突破性增长。本文以多天线技术为基础,以提升系统自由度为目标,深入研究多小区多用户多输入多输出(MIMO:multiple input and multiple output)蜂窝干扰网络和多用户MIMO多向中继网络的干扰管理技术,主要研究内容概括如下:1)针对节点具有完美发射机信道状态信息(CSIT:channel state information at the transmitter)的多小区多用户MIMO蜂窝干扰网络,研究能达到最优系统自由度的干扰对齐算法。首先分析干扰对齐在多小区多用户MIMO蜂窝干扰网络中应用的可行性,并导出系统自由度上界。为了达到系统自由度上界,提出一种基于静态波束分簇的干扰对齐方案,该方案将波束向量划分为固定维度的波束簇,并利用一对多干扰对齐实现小区间干扰对齐与消除。自由度结果表明,该方案能在最少总天线数配置下传输最多无干扰数据流,达到系统自由度上界,但无法应用于任意系统配置。为此,提出一种基于动态波束分簇的干扰对齐方案,该方案根据不同系统配置调整波束簇维度,并利用一对多和多对一混合干扰对齐实现小区间干扰对齐与消除。最后,将本文提出的两种基于波束分簇的干扰对齐方案与时分多址方案及分组干扰对齐方案进行了对比仿真。结果表明,相比于时分多址方案和分组干扰对齐方案,本文提出的两种基于波束分簇的干扰对齐方案能获得更大的系统自由度,且天线开销更少。2)针对具有反馈时延的多小区多用户MIMO蜂窝干扰网络,研究基于反馈机制的干扰管理方案。首先,针对具有混合CSIT反馈的两小区多用户MIMO蜂窝干扰网络,提出一种利用混合CSIT反馈的回溯干扰中和方案。该方案摒弃了传统干扰中和方案在传输过程中消除干扰的思想,先接收干扰信号再通过用户发送机制和波束矩阵设计,将多个时隙的干扰信号叠加为零,从而利用延时CSIT反馈消除小区间干扰,且能在任意反馈时延下成立。其次,针对具有延时输出反馈的多小区多用户MIMO蜂窝干扰网络,提出一种基于延时输出反馈的回溯干扰重构方案。该方案充分利用输出反馈包含多个用户CSIT的特性,通过用户发送机制与基站接收波束矩阵设计,在任意小区数规模下消除小区间干扰。仿真结果表明,本文提出的两种干扰管理方案相比于时分多址方案和回溯干扰对齐方案能获得更大的系统自由度。3)针对两簇多用户MIMO多向中继信道,研究无CSIT反馈的盲干扰中和方案。首先,以任意天线数的两簇两用户MIMO多向中继信道为切入点,根据割集理论导出该信道模型的系统自由度上界。为达到该自由度上界,提出一种无需CSIT反馈的盲干扰中和方案,并分析了不同天线数对自由度增益的影响。其次,将研究模型扩展至两簇K用户MIMO多向中继信道,分析并导出了该信道模型的系统自由度上界,通过用户和中继联合设计,提出一种能达到系统自由度上界的分布式重传及干扰中和方案。仿真结果表明,本文提出的两种方案能够达到系统自由度上界,且比时分多址方案和信号空间对齐方案获得更大的系统自由度。