《基於有限字元特性的物理層多播預編碼技術》是依託中國科學技術大學，由許小東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於有限字元特性的物理層多播預編碼技術
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：許小東
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多輸入多輸出（MIMO）預編碼技術是增強物理層多播頻譜效率和鏈路質量的有效手段，在未來無線通信系統中發揮重要作用。假設接收端採用最大似然（ML）接收機，本課題利用輸入信號的有限字元特性（finite-alphabet features），系統研究基於最大最小歐氏距離準則的多播預編碼方法，揭示適合多流數據傳輸的多播鏈路傳輸性能及其影響機理。在單組多播場景中，本課題首先將原最佳化問題轉化為格基（lattice basis）構造問題，在格空間實現低複雜度最小距離預編碼器，然後將該思路拓展至存在符號間干擾（ISI）的MIMO多播信道，提出適合最小距離預編碼最佳化的統一理論框架。在群組多播場景中，本課題將高維空間複雜聯合最佳化問題分解為多播組間功率分配和多播組內預編碼兩個獨立最佳化子問題，然後以疊代方式依次逐組設計最小距離預編碼器。理論分析和仿真實驗將檢驗本課題所提出的方法的有效性及其理論性能。
結題摘要
多輸入多輸出（MIMO）預編碼技術是增強物理層多播頻譜效率和鏈路可靠性的有效手段，在無線通信系統中發揮重要作用。本課題期望利用數字通信信號的有限字元集特性在物理層單組和群組多播場景中探索MIMO多用戶多流預編碼方法及其鏈路傳輸性能。課題主要從兩個方面探討數字通信信號的有限字元集特性的有效運用，其一是基於最大似然接收機約束，研究基於最大最小歐氏距離準則的MIMO預編碼方法，其二是基於判決反饋均衡接收機約束，研究適合不同物理層多播信道的MIMO預編碼器。 利用數字通信信號的有限字元集特性，課題首先將MIMO預編碼器的最佳化設計問題轉化為格理論中的最佳球形填充問題，通過格基構造在格空間實現可支持高維傳輸數據流和調製階數的低複雜度最小距離MIMO預編碼器，然後將該思路拓展至物理層多播場景中，驗證其可行性和有效性。 其次，課題基於判決反饋均衡接收機約束，基於最大化傳輸數據流的最小信噪比(SNR)準則，採用吉文斯旋轉設計物理層單組多播MIMO酉預編碼矩陣。進一步，課題針對MIMO頻率選擇性衰落物理層多播信道，在MIMO預編碼器設計中引入有限衝激回響(FIR)結構，基於最大化物理層多播系統的可達速率準則提出了兩種FIR預編碼器。 最後，課題在物理層群組多播場景中，利用時頻關聯提出了求解服務質量(QoS)問題的啟發算法，並設計實現了一種秩-2的Alamouti波束賦形方案。同時，為了刻畫有限反饋信道狀態信息(CSI)對群組多播系統MIMO波束賦形性能的影響，課題還深入討論了QoS問題在有限反饋條件下的信乾噪比(SINR)性能下界。 仿真實驗表明，課題研究成果揭示了物理層多播鏈路傳輸行為、傳輸性能及其影響機理，為發展適合多流數據傳輸的物理層多播預編碼方法提供了新的解決途徑。
