《面向無線網狀網的多天線協作通信理論與套用研究》是依託浙江大學，由鐘傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向無線網狀網的多天線協作通信理論與套用研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：鐘傑
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前，在含多中繼節點的無線網狀(Mesh)網傳輸中，特別是在支持中繼的功耗敏感無線感測器網路、LTE演進網等場合，無線節點如何充分利用網路資源來實現低功耗、高性能的傳輸已成為制約無線通信發展的研究難點。而面向無線Mesh網的多天線協作通信系統，採用多天線及Mesh網多中繼並發傳輸協作信號處理，能以較小算法複雜度有效地解決該困難。在理論上，研究基於空間置換廣義期望最大化理論的多中繼並發傳輸的聯合疊代檢測等算法，解決多中繼分散式多天線同步、信道估計、傳輸率最大化等單/多目標信宿最佳化問題；同時進一步研究高性能、中短碼長、立體稀疏圖累積重複累積結構的低密度奇偶校驗(LDPC)碼，以其低複雜度的編解碼算法及高編碼增益，有效輔助上述聯合檢測算法的實現。在套用上，在上述理論研究的基礎上搭建多天線協作傳輸的硬體平台，將算法付諸實踐。通過該課題的研究，將有效地推動我國現代無線通信理論與套用的發展。
結題摘要
本課題面向無線Mesh網的分散式多天線協作通信系統，面向理論算法創新和低複雜度的系統實現，研究了協作中繼的並發同步與信道估計算法,協作中繼的多天線聯合解碼疊代檢測算法,高性能中短碼長信道編碼及低複雜編解碼算法及其實踐方法，詳述如下： 協作中繼的並發同步與信道估計算法方面，我們針對無線Mesh網的系統架構，抽象出了便於數值分析的矩陣形式的多中繼分散式多天線傳輸模型，提出了分散式中繼的聯合頻偏和信道估計的ML算法及其CRLB限，為後續研究提供性能界限，為了使實驗系統搭建成為可能，我們提出了基於期望最大化以及低複雜度的基於空間交替廣義期望最大化的聯合頻偏和信道估計算法。 協作中繼的多天線聯合解碼疊代檢測算法方面，我們首先以分散式MIMO與LDPC碼級聯的支持軟信息疊代的檢測系統為研究對象，仿真了複雜度最高且性能最優的MAP算法，分析可最佳化空間；再此基礎上，提出了基於分散式多天線檢測時，將非檢測天線信號建模為高斯近似的低複雜度的MMSE檢測算法，並基於將接收信號的條件機率密度通過聯合高斯分布近似的JGA檢測算法提升檢測性能，然後融合判決反饋干擾消除獲得適應實踐實現的聯合解碼疊代的檢測算法。在仿真中使用並行計算卡K20，開展了並行算法仿真的嘗試。 高性能中短碼長信道編碼及低複雜編解碼算法方面，工作聚焦到接近香農限的的EIRA編碼的研究上，提出了通過擴大EIRA編碼校驗矩陣右側固定結構中的對角線間隔，降低小環出現機率從而提升碼性能的構造方法，提出了適應低功率小型Mesh網路終端的高功率效率MSK調製系統的eIRA編碼，深度結合MSK差分編碼結構，降低複雜度同時顯著提升解碼性能。 實驗平台方面，由於理論算法分析和仿真驗證工作量巨大，完成了基帶調製解調處理板的設計和製作，並進行了多天線載波和信道估計的算法設計和初步調試，設計和定製了多天線中繼信道及功放模組，支持後續的同步鐘源和異步鐘源的實現系統驗證。 本項目的研究按照計畫書展開，各項研究內容進展比較順利。本項目屬於基礎研究，成果形式主要是論文發表和樣機實驗，我們的主要工作在IEEE Communication Letter，WCSP，PIMRC，WCNC等發表，共發表論文9篇，EI收錄7篇,SCI收錄2篇。在該項目執行期間，參加國際學術會議5次，指導碩博士研究生11人。
