1、在無線通信系統(tǒng)中,使用中繼進(jìn)行輔助通信可以克服陰影效應(yīng),增加覆蓋范圍,提高傳輸可靠性。中繼技術(shù)對于無線通信物理層的發(fā)展具有重要意義,是目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界所關(guān)注的重點(diǎn)技術(shù)之一,并在第四代移動通信以及未來的無線通信系統(tǒng)中得到應(yīng)用。中繼技術(shù)和多天線技術(shù)結(jié)合,通過在中繼節(jié)點(diǎn)安裝多根天線,可以進(jìn)一步利用多輸入多輸出(MIMO,Multi-Input Multi-Output)相關(guān)技術(shù)(如傳輸分集、空分復(fù)用)增強(qiáng)系統(tǒng)性能。當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)支持多個源節(jié)點(diǎn)同

2、時傳輸數(shù)據(jù)時,可以采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)。根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)信號處理方式的不同,一般有數(shù)字網(wǎng)絡(luò)編碼和模擬網(wǎng)絡(luò)編碼。其中,基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的中繼節(jié)點(diǎn)不解調(diào)接收信號,只進(jìn)行線性預(yù)編碼,實(shí)現(xiàn)容易,延遲較低,具有較強(qiáng)的實(shí)用價值。此外,在配對源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的場景下采用雙向中繼協(xié)議,相比傳統(tǒng)中繼協(xié)議可以提升一倍的頻譜利用效率,具有重要的理論研究價值。因此,本文主要研究基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的中繼系統(tǒng),特別是雙向中繼系統(tǒng)中的預(yù)編碼和天線選擇技術(shù),以改善中繼系統(tǒng)性能

3、。
　　本文首先對無線通信系統(tǒng)中繼技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行概述,重點(diǎn)介紹了基于模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的中繼系統(tǒng),分析了現(xiàn)有的一些預(yù)編碼和天線選擇方案的理論和方法,重點(diǎn)介紹了雙向中繼系統(tǒng)。
　　相比于傳統(tǒng)的單對源節(jié)點(diǎn)單中繼雙向中繼模型,本文將其拓展為多天線多對源節(jié)點(diǎn)多中繼這一通用的模型,研究了系統(tǒng)中源節(jié)點(diǎn)以及中繼節(jié)點(diǎn)的預(yù)編碼方案,以最小化總均方誤差為目標(biāo),將原始非凸問題分解為三個較為簡單的子問題,并給出了一種迭代預(yù)編碼優(yōu)化方案。該方案能夠支持

4、多對源節(jié)點(diǎn)同時傳輸數(shù)據(jù),具有較高的頻譜利用效率。仿真結(jié)果表明,該方案應(yīng)用于多對源節(jié)點(diǎn)多中繼雙向中繼系統(tǒng),可以得到較好的系統(tǒng)均方誤差和比特誤碼率性能。
　　在無線通信系統(tǒng)中,信道狀態(tài)信息是通過信道估計獲得的。由于噪聲的影響,接收機(jī)得到的信道狀態(tài)信息具有一定的誤差。本文在多天線多對源節(jié)點(diǎn)多中繼雙向中繼模型中,進(jìn)一步研究了非完美信道狀態(tài)信息條件下的預(yù)編碼方案。本文使用高斯隨機(jī)信道誤差模型和克羅內(nèi)克信道模型,充分考慮信道估計誤差,利用信道

5、誤差統(tǒng)計信息設(shè)計預(yù)編碼矩陣。仿真結(jié)果表明,本文給出的魯棒性預(yù)編碼方案能夠較好的降低信道估計誤差對均方誤差和比特誤碼率性能的影響。
　　在多天線無線通信系統(tǒng)中,天線選擇技術(shù)通過選擇合適的天線用于發(fā)射和接收,以較小的性能損失為代價,較大程度地降低運(yùn)算復(fù)雜度,提升系統(tǒng)性能。本文給出了一種在多天線雙向中繼系統(tǒng)中的源節(jié)點(diǎn)天線選擇方案,使用貪婪算法,依次選出使得當(dāng)前系統(tǒng)總數(shù)據(jù)傳輸速率最大的一對天線對,直至選出所有的最佳源節(jié)點(diǎn)天線對用于信號傳輸