基於虛擬多天線的協作廣播

《基於虛擬多天線的協作廣播》是依託北京郵電大學，由王曉湘擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於虛擬多天線的協作廣播
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王曉湘
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

本項目針對分散式網路探討協作廣播的系統體系架構，設計能量有效的虛擬MIMO傳輸方案，提出多級協作廣播的衝突控制和功率分配策略，研究協作廣播跨層最佳化機制，提高多跳協作廣播系統的效率和性能。項目提出基於虛擬MIMO機制研究協作廣播的關鍵技術，具體內容有：研究高效靈活的鄰居發現算法和跨層節點聚簇機制，提出基於節點位置信息和網路拓撲信息的協作節點簇劃分和信道資源分配策略，設計虛擬MIMO跨層路由最佳化算法；研究虛擬MIMO傳輸機制下的選擇式廣播和跨層最佳化機制，探討如何使物理層有效配合MAC層的衝突控制以及網路層的路由算法，降低網路的衝突機率；研究多級協作廣播機制下的功率分配策略，解決網路拓撲結構動態變化和節點功率受限造成的網路吞吐量下降、覆蓋範圍減小等問題。通過本項目，解決基於虛擬MIMO傳輸的協作廣播相關關鍵技術，提出高效協作廣播的設計原則和方案，提高系統性能，為協作廣播系統的實用化提供依據。

結題摘要

本項目針對分散式網路探討協作廣播的系統體系架構，設計了能量有效的虛擬 MIMO 傳輸方案，提出了多級協作廣播的衝突控制和功率分配策略，研究了協作廣播跨層最佳化機制，提高多跳協作廣播系統的效率和性能。主要從三個方面進行了研究：高效節點聚簇機制和虛擬MIMO形成機制、基於波束成形的協作多播、協作多播系統的功率分配與控制。 快速鄰居發現以及節點聚簇機制是實現節點間分散式協作廣播技術的關鍵，也是利用有限的無線頻寬資源進行高效信息共享的重要基礎。對於夥伴選擇機制，首先提出了一種適用於分散式網路的改進的夥伴選擇方法，然後提出了一種結合位置信息的夥伴選擇與協作傳輸的實現方法；針對分散式網路結構，提出了一種基於位置信息的分簇算法；在節點聚簇套用方面，提出了一種基於節點聚簇的MAC層協作廣播機制。對於虛擬MIMO形成機制，首先分析一種基於MBMS的天線選擇方案來實現發射端的分集增益，然後分析了基於有限反饋波束成形的多天線中繼系統的性能。 對於基於波束成形的協作多播，首先針對多播系統發射端無法得到所有用戶的理想狀態信息問題，提出一種有限反饋下多播系統中的波束成形方案；進一步，研究了基於預編碼的多天線多播系統資源分配問題。最後對基於波束成形技術的中繼系統的性能進行了研究，分別分析了Rayleigh信道、Nakagami信道和TWDP信道下機會中繼和波束成形的性能。 對於協作多播的功率分配與控制，分別從協作系統的功率分配與控制和多播系統的功率分配與控制來進行分析。對於協作系統功率分配與控制，首先，研究了多個簇內協作網路中基於門限的動態資源分配問題；然後研究了基於OFDMA的多用戶協作網路中的資源分配問題並提出了聯合子載波和功率分配策略，同時，針對多用戶OFDM系統提出了一種基於神經網路的新型資源分配方法；最後分析了總功率受限中繼系統中的集中式資源最佳化和各終端功率分別受限中繼系統的聯合資源最佳化問題。對於多播系統功率分配與控制，首先分析了基於組間公平的多天線多播系統資源分配方案；然後提出了一種基於子載波協作的多播系統的資源分配方法；進一步，提出了一種基於分層編碼的OFDMA多播系統資源分配算法；最後，研究了自適應的多小區多播廣播單頻網MBSFN的資源分配方法。