有限回程鏈路容量下的多小區處理技術研究

《有限回程鏈路容量下的多小區處理技術研究》是依託東南大學，由劉楠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：有限回程鏈路容量下的多小區處理技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉楠
• 依託單位：東南大學

中文摘要

項目擬研究有限回程鏈路容量下的下行多小區處理場景。新穎性在於把通信模型看成是多信宿的多址菱形信道，這與已有的研究不同。項目一方面擬將多址菱形信道的編碼思想擴展到多信宿中，提出新穎的相關碼本方案；另一方面將多址菱形信道和多天線廣播信道的容量上界進行結合，擬推導出目前唯一比最大流最小割緊的性能上界，並在某些情況下證明所提的相關碼本方案的最優性。由於實際中為降低小區合作的複雜度，每個基站只會服務部分而不是全部用戶，因此項目接下來將研究基於相關碼本方案的基站回程鏈路、功率和空間資源在不同服務用戶集之間的分配問題以及用戶和基站的配對問題。最後，考慮到基站可能快取熱門內容，項目擬將結果拓展到基站快取用戶部分數據的場景，研究回程鏈路的使用應如何配合基站已快取的數據。通過項目的研究，希望能為有限回程鏈路容量下多小區處理場景提供一種新穎有效的下行傳輸方案，為最有效利用回程鏈路容量的問題提供理論依據。

結題摘要

項目研究有限回程鏈路容量下的下行多小區處理場景。在傳輸方案設計方面, 將多址菱形信道的編碼思想擴展到多基站多終端用戶場景中，給出基於相關碼本的完整、新穎的傳輸方案。方案強調基站傳輸信號的相關性，因而能更加高效充分地利用網路的第二跳信道。因此，在回程鏈路容量中等時，較已有方案可傳輸更高的速率；在性能上界方面，通過把高斯多址菱形信道和多天線廣播信道逆定理方法有機結合，推導出多個基站兩個用戶下新穎的有限回程容量多小區處理的容量區域外界。在回程鏈路容量中等時，該外界比目前唯一已知性能外界－－簡單割集界緊很多。將此容量外界與已知可達速率相比較，可得知已知可達方案的性能已經相當優異。在選擇服務基站及功率、空間資源分配方面，我們給出基站用戶配對及預編碼矩陣設計的幾種算法，這些算法克服用戶服務基站選擇的整數規劃難點，複雜度低，並在降低系統能耗或者增加系統能量效率方面有著優秀的表現。在基站快取內容設計與回程鏈路使用方面, 我們首先證明了將相關碼字引入基站快取方案的最優性。其次，我們額外研究兩個相關問題：1、在兩個基站快取大小不同並通過三條有限容量回程鏈路（兩條私有鏈路和一條共享鏈路）連線中心節點時，給出編碼快取設計及傳輸方案的最優解，清晰地揭示了最高效利用快取、私有鏈路和共享鏈路的方法；2、針對回程鏈路容量有限及基站多天線場景，推導隨機快取方案下最優檔案數和快取機率需滿足的條件，根據這些條件提出尋求最優檔案數和快取機率的低複雜度算法，揭示最優快取機率隨天線數變化趨勢及天線數與快取大小可互補替換的關係。項目的研究成果為回答如何最有效利用回程鏈路的有限容量提供了設計指導和理論依據。