無線多用戶多跳中繼網路可達自由度研究

《無線多用戶多跳中繼網路可達自由度研究》是依託同濟大學，由王超擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：無線多用戶多跳中繼網路可達自由度研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王超
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

以經濟、靈活的方式為無線系統提供分集增益和拓展通信範圍的中繼技術近年來受到了學術界和企業界的高度重視。近來的研究發現，在多用戶多跳中繼網路，中繼還具有進一步帶來自由度增益、提高頻譜效率的潛力。但是，這通常需要不存在中繼自干擾和中繼間干擾的理想環境。當這些干擾難以避免時，直接運用半雙工機制消除干擾將丟失自由度增益。針對這個問題，本課題將高效半雙工中繼協定與網路級干擾管理技術相結合，令半雙工中繼交替工作以模擬全雙工機制，並利用干擾對齊技術最小化干擾影響，達到提高信道利用率的目的。針對實際系統中各層中繼數目可能不等、節點具有的信道狀態信息不準確、無線鏈路呈現平坦衰落特性等三種情況，通過對多用戶多跳中繼網路的可達自由度進行深入研究，探索中繼帶來的自由度增益。研究成果將為多用戶多跳中繼網路的最優自由度提供新的可達下界，也將為在未來無線系統中運用中繼技術提高頻譜效率提供理論支持和潛在的技術方案。

結題摘要

近十年來，無線通信技術高速發展，帶動了移動網際網路和移動物聯網業務的日新月異。新設備、新服務、新產業的不斷湧現，也給無線網路設計和信息傳輸技術革新提出了新的挑戰。部署中繼，以經濟、靈活的方式增強無線系統性能的技術在近年來受到學術界和業界的廣泛關注。本課題從網路資訊理論的角度出發，針對無線多用戶中繼網路的理論極限通信性能分析和高效信息傳輸方案設計展開了深入研究。課題首先將高頻譜利用率的中繼轉發協定與干擾對齊技術相結合，研究了一系列多用戶多跳半雙工中繼網路和多天線中繼網路的可達自由度，探索了中繼節點為無線網路帶來的自由度增益。通過分析達到最優自由度的理論極限條件，展示了該條件下多用戶多跳中繼網路的容量隨信噪比變化的特徵。進一步，基於多用戶網路潛在的自由度和頻譜效率增益，課題研究了信噪比受限、發射端信道狀態信息不準確、平坦慢速衰落等條件對信息傳輸性能影響的機理，提出了數種利用網路級干擾管理、跨層最佳化、網路編碼等技術實現高效傳輸的方法。課題的研究成果將為發掘中繼技術的潛力、在未來無線網路中提高通信性能和資源利用效率提供理論支持和潛在的技術方案。