《協作通信中高效魯棒的分散式空時編碼技術研究》是依託西安交通大學，由張渭樂擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：協作通信中高效魯棒的分散式空時編碼技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張渭樂
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
作為無線通信中發掘空域資源的重要手段，協作通信技術面臨著由節點分散式特性帶來的諸多挑戰，首當其衝的便是節點間固有的多個時偏和頻偏。現有的分散式空時編碼往往僅考慮節點間的時偏或頻偏。時頻偏的同時出現不僅會增大目標節點接收機的設計複雜度，而且可能會給現有編碼設計帶來分集增益的喪失甚至性能的嚴重下降。針對此問題，本申請提出利用中繼節點等效本振頻率同步的思想來設計高效魯棒的分散式空時編碼。擬分別基於中繼節點卷積放大轉發和頻域正交空時編碼兩個思路來設計對時頻偏同時魯棒的分散式空時編碼，同時使得各中繼節點無需調整本振頻率便可自動實現等效的本振頻率同步。擬進一步針對移動場景，基於陣列信號處理技術將複雜的多徑都卜勒頻偏問題分解為節點間僅具有單都卜勒頻偏的簡化場景，並以此為基礎研究對都卜勒頻偏魯棒的分散式空時編碼設計。在理論方法研究的同時，擬使用已有的協作通信硬體實驗平台對提出的理論方法進行實測驗證和評估。
結題摘要
與傳統集中式多天線不同，協作通信系統面臨著由節點分散式特性帶來的諸多挑戰。首當其衝的便是多箇中繼節點間的時頻異步問題。據此，本項目針對協作通信系統中高效魯棒的分散式空時編碼技術展開了深入研究，著力設計對節點間固有的時偏和本振頻偏同時魯棒，且能避免目標節點複雜接收機設計的分散式空時編碼。具體研究進展包括： （1）針對分散式的協作節點，提出了一種簡單高效的分散式卷積延遲空時編碼方案。各中繼節點無需調整本振頻率便會自動獲得等效的本振頻率同步。目標節點接收端可基於最小均方誤差準則設計頻域判決反饋均衡器來獲取滿分集增益。 （2）在分散式頻域正交空時編碼設計方面，項目組提出了適用於任意多個節點的分散式頻域正交空時編碼方案。項目組通過理論分析和仿真結果表明，當節點間的時頻異步限定在某個範圍之內時，所提方案在時頻異步場景中仍然能夠獲得空域分集增益。 （3）針對移動場景中的分散式空時編碼系統，項目組提出了基於陣列信號處理空域多徑分離的分散式空時編碼方案。所提方案可以從根本上消除移動場景中多徑都卜勒頻偏對分散式空時編碼系統的影響。 （4）在理論方法研究的同時，項目組基於微軟SORA軟體無線電平台搭建了分散式空時編碼實驗平台。項目組還基於軟體無線電思想研製了一套通用陣列信號處理實驗平台。項目組進一步基於硬體平台測試評估了空時編碼系統對異步的魯棒性。 以上研究充分表明了中繼節點等效本振頻率同步思路在魯棒分散式空時編碼設計中的可行性。另外，項目組還結合自身在無線通信信號處理方面的研究經驗，針對目標節點分別設計了一系列基於接收端多天線的載頻偏和頻選信道的盲估計方法。本項目已按計畫順利開展，在上述幾個方面獲得了一定的理論突破和技術創新，取得了豐富的研究成果，預期將對促進相關學科的研究起到積極的推動作用。
