哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘要
在干扰较高的大规模任务关键型物联网的实际应用场景中，来自相邻小区
的用户设备之间的大规模直连通信将在网络中本小区的基站接收机处引起相邻
小区设备间的同频干扰，这些干扰会影响接收端的信道估计，进而严重影响接
收端信号解码的准确性。除了干扰信号以外，用户还受信道衰落和高斯噪声的
影响。为了降低时延，通常在物联网中使用短分组传输数据。但是在短分组通
信中，分组长度较短，能用作导频与干扰噪声和矩阵估计序列的长度较短，当
分组开销与长分组通信相同时，可以用作样本的符号数相比于长分组通信少，
这会进一步影响解码。因此本文设计了一种高干扰物联网场景下短分组通信的
上行链路接收机，消除干扰的同时提高接收信号解码的可靠性。
本文首先构建了大规模机器类型短分组通信的上行链路系统模型。同小区
内的用户没有相互之间的干扰，但它们会受相邻小区用户大规模直连通信产生
干扰、噪声与信道衰落的影响。小区中大量的单天线用户由一个多天线的基站
或无线接入点管理。其次本文在此系统模型下研究现有的干扰消除策略与接收
机的工作，根据它们在通信过程中的分组开销、接收端的SINR、实现的难易程
度、同可靠度下发送机的功率、接收机的复杂程度，分析现有工作的优劣，并
提出了一种用分组的全部信息传输序列估计环境中干扰噪声和矩阵的接收机。
仿真后得出新接收机方案在系统环境下有比使用训练序列的接收机更大的信干
噪比，在干扰和噪声较大的场景下可以使用新方案，它可以以较低的开销获得
更高的可靠性。
本文重新设计了接收机，在接收端更精确地计算出干扰噪声之和的矩阵估
计值，从而提高接收信号的信干噪比值。再通过导频信号与估计干扰噪声和矩
阵来估计信道状态信息，获得更准确的估计信道，降低接收信号解码的误比特
率。同时还推导了新接收机信干噪比的高斯近似解析形式。仿真证明了解析式
的正确性，得出了同噪声大小情况下适合新接收机工作的环境条件。与此同时，
本文还设计了面向先前新接收机的二次估计方案，它使用接收机的收发信号估
计信道向量，该新方案与虚拟导频重新估计方案结合后效果比单独使用更好。
为了适应干扰缓慢变化且可能会变化到干扰噪声和的大小不适合新方案工作的
场景，本文还提出了随环境切换工作模式的接收机，仿真结果显示其效果良好。
关键词:短分组通信；物联网；可靠性；干扰；信道估计
--I
哈尔滨工业大学硕士学位论文
Abstract
Inthepracticalapplicationscenariooflarge-scaleIoTwithhighinterference,
large-scaledevicetodevicecommunicationsbetweenuserequipmentfromadjacent
cellswillcausetheco-channelinterferencebetweenadjacentcellequipmentatthe
basestationreceiverofthiscellinthenetwork.Theseinterferencewillaffectthe
channelestimationofthereceiver,andthenseriouslyaffecttheaccuracyofthe
decodedsignalatthereceiver.Inadditiontointerferencesignals,usersarealso
affectedbychannelfadingandGaussiannoise.Inordertoreducelatency,short
packetsareusuallyusedtotransmitdataintheInternetofThings.However,inshort
packetcommunication,thepacketlengthisshort,andthelengthofthesequ