基於交換中繼處理的線性收發器技術研究

《基於交換中繼處理的線性收發器技術研究》是依託浙江大學，由蔡雲龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於交換中繼處理的線性收發器技術研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：蔡雲龍
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

本項目的研究目標是，結合交換處理技術與協同中繼通信技術，提出一種基於交換中繼處理的線性收發器技術。從理論上求解傳送端矩陣和接收端矩陣的最最佳化的問題，並設計交換技術的選擇準則和碼本。具體包括：研究基於交換中繼處理的多天線系統建模技術；研究基於交換中繼處理的線性收發算法，當每個用戶都配置單天線的時候，設計最優的基站傳送器，當每個用戶都配置多天線的時候，設計最優的聯合收發器；研究基站傳送端的選擇算法，用來在碼本中選擇最優的交織矩陣；研究碼本設計技術，以及分析系統複雜度和效率；搭建MIMO硬體平台，做進一步的仿真驗證。

結題摘要

本項目研究結合多支路交換處理技術，凸最佳化理論及自適應信號處理，對MIMO中繼系統中線性和非線性收發機設計，MIMO干擾信道下收發機設計以及高效低複雜度的自適應接收機設計等問題進行研究。主要研究成果如下： 首先，我們對MIMO中繼系統提出一種新穎的帶有交換中繼處理的線性收發機技術。該算法能夠簡化中繼系統中傳送端，中繼站和接收端聯合疊代設計的數學最佳化問題，使得算法實踐起來更加的實際，同時在信道估計信息存在誤差的時候所提出的基於交換中繼的收發機算法能夠大大提高系統的性能。 其次，我們在MIMO中繼系統中調查了帶有非線性預編碼的收發機設計。傳統的非線性預編碼技術只考慮了單一的干擾消除順序，並且相較於線性預編碼對於信道估計誤差更為敏感。因此，我們提出了在非理想信道條件下的魯棒性非線性收發機設計，特別地，我們在傳送端採用了一種新穎的多支路干擾消除策略。仿真結果表明我們提出的多支路非線性收發機算法優於已有的接收機設計算法。 第三，在MIMO干擾信道下，我們從實際的物理層算法角度出發，基於多節點傳送信號的預調整技術來設計高級收發機。所研究的算法能夠從每一個傳送節點的交織碼本中選取各自最優的交織矩陣來預處理髮送信號，這樣多點傳輸系統的整體空間正交性將會達到最優，基於此等效信道矩陣來設計多點傳輸收發機，能夠更大地提高系統的性能。 最後，我們針對接收端的自適應干擾消除技術做了一些研究。在用戶頻繁進出系統的非平穩傳輸環境下，研究低複雜度自適應算法參數自動調節機制，並討論了其相應的收斂特性。考慮到傳統自適應接收技術在處理高維數據時呈現很慢的收斂速率和較差的穩態性能，隨後我們提出了新穎的低複雜度的reduced-rank自適應信號處理技術。此外，我們還研究了多載波調製下高效自適應接收算法，提出了頻域插值降複雜度算法。 本項目的研究按照計畫書展開，各項研究內容進展均比較順利。該項目屬於基礎研究，成果形式主要是論文發表，我們的主要工作發表在IEEE Transactions on Signal Processing, IEEE Transactions on Vehicular Technology 和 IEEE Transactions on Communications等本學科領域國際權威學術刊物上，共發表和已錄用論文29篇，其中被SCI收錄的論文10篇, 被EI收錄的論文19篇。