雙向中繼通信系統中高譜效自適應傳輸方法研究

《雙向中繼通信系統中高譜效自適應傳輸方法研究》是依託西南交通大學，由類先富擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：雙向中繼通信系統中高譜效自適應傳輸方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：類先富
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

在無線通信網路中引入中繼技術，可取得提高頻譜效率、增大覆蓋面和節省無線資源等諸多優勢。然而，由於受到半雙工通信模式的限制，單向中繼系統的頻譜效率受到嚴重影響。雙向中繼通信可以有效地提高單向無線通信系統的頻譜效率，已獲得越來越多的關注。相比於已相對成熟的單向中繼通信系統，雙向中繼通信網路的自適應傳輸方案現有的研究成果仍然較少。本課題將圍繞設計和分析雙向中繼通信系統中高頻譜效率的自適應傳輸技術而展開研究：（1）自適應調製技術在雙向中繼通信中的套用；（2）基於信源、中繼選擇的自適應傳輸技術設計與分析；（3）利用MIMO系統天線技選擇術，設計和分析雙向中繼通信的自適應傳輸方案；（4）推導不同自適應傳輸場景下雙向中繼系統的容量限。

結題摘要

雙向中繼技術可以有效地提高單向無線通信系統的頻譜效率，自適應傳輸可以進一步提高雙向中繼通信系統性能。同時，雙向中繼通信的安全性能以及與其他通信技術的結合問題也越來越受到研究人員的關注。課題在雙向中繼自適應傳輸相關方向取得的主要成果包括：（1）提出了一種最大化頻譜效率的比特和子載波頻寬自適應方案，基於完備和非完備信道條件，分別得到了相應的比特和子載波頻寬自適應方法性能的閉合表達式；（2）面向放大轉發雙向中繼通信系統，提出了一種聯合中繼天線選擇和數據交換的自適應傳輸方法。我們的方案比max-min、max-sum以及max-max方案都有較大的增益；（3）研究了基於NOMA的協作中繼系統中聯合用戶和中繼選擇問題，提出了一種最優的用戶-中繼配對算法。獲得了中斷機率的閉合表達式，並得到了高發射功率下的漸進表達式；（4）提出了相關衰落信道下DF中繼網路的分散式安全切換駐留合併方法，考慮了瞬時CSI和統計CSI兩種已知信道信息情況，分析了所提合併方法的安全中斷機率，分析了信道相關性對DF中繼網路安全性能的影響。結果表明所提方法可以在低複雜度下達到最優機會式合併方法相同的安全中斷性能。課題的研究成果發表在IEEE Transactions on Communications、IEEE Wireless Communications、IEEE Transactions on Vehicular Technology等國際知名期刊上，其中4篇論文入選ESI高被引論文。在本課題的資助下，項目負責人2018年獲得了四川省學術和技術帶頭人後備人選榮譽，並獲得了2018年度IEEE WCSP國際會議最佳論文獎。