多天線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的預(yù)編碼設(shè)計(jì)及性能分析.pdf

1、多天線技術(shù)是無線通信領(lǐng)域過去幾十年取得的重要成果之一，在多天線技術(shù)的研究中，預(yù)編碼設(shè)計(jì)是一個重要方向。根據(jù)發(fā)送端獲取的用戶信道信息進(jìn)行預(yù)編碼設(shè)計(jì)，多天線傳輸可以顯著提高用戶的信噪比、降低用戶間干擾。另一方面，協(xié)作通信也是近年來無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，通過基站與基站、基站與用戶、用戶與用戶間的相互協(xié)作，可以提高網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率，減小網(wǎng)絡(luò)功率消耗。本論文旨在研究多天線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的預(yù)編碼設(shè)計(jì)及性能分析，深入研究無線網(wǎng)絡(luò)預(yù)編碼算法的設(shè)計(jì)，分析多天線

2、技術(shù)及協(xié)作通信技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)帶來的增益。本論文主要成果包括：
　　首先，本論文考慮多小區(qū)多播網(wǎng)絡(luò)的預(yù)編碼設(shè)計(jì)，分別基于用戶服務(wù)質(zhì)量及用戶公平性提出預(yù)編碼算法。在基于用戶服務(wù)質(zhì)量的預(yù)編碼設(shè)計(jì)中，從用戶信道矩陣相關(guān)性角度分析了該問題的可解性，并提出分布式預(yù)編碼算法。對于基于用戶公平性的預(yù)編碼優(yōu)化問題，在滿足各基站單獨(dú)功率約束的條件下，最大化整個網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的最小信干噪比。通過挖掘該優(yōu)化問題與加權(quán)峰值功率最小化問題的對偶特性，提出能獲得近

3、似最優(yōu)解的迭代預(yù)編碼算法。
　　第二，本論文研究了大規(guī)模天線下多小區(qū)的多播傳輸。首先，推導(dǎo)了完美信道信息條件下各基站預(yù)編碼向量的漸近最優(yōu)結(jié)構(gòu)。接著，考慮非完美信道信息的情形并推導(dǎo)了在有導(dǎo)頻污染的情形下用戶的漸近信干噪比。進(jìn)而，基于預(yù)編碼向量的漸近最優(yōu)結(jié)構(gòu)提出全新的導(dǎo)頻傳輸模式來消除導(dǎo)頻污染對系統(tǒng)的影響。同時，進(jìn)一步在用戶端引入導(dǎo)頻功率控制并推導(dǎo)出導(dǎo)頻功率控制的閉式最優(yōu)解。
　　第三，在非完美信道信息情形下，本論文研究了無線信

4、息-能量傳輸系統(tǒng)的魯棒性多播預(yù)編碼設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)目標(biāo)是在有界信道誤差條件下，最大化能量汲取用戶接收到的能量同時保證信息接收用戶的速率達(dá)到事先設(shè)定的目標(biāo)值?；诎胝ㄋ沙诜椒ㄌ岢龈咝ьA(yù)編碼算法，并證明所提算法總能得到原問題的最優(yōu)解。
　　第四，本論文研究多天線X型雙向中繼信道的預(yù)編碼設(shè)計(jì)及性能分析。首先推導(dǎo)系統(tǒng)自由度上界。然后，基于信號對齊及聯(lián)合干擾消除,提出了協(xié)作傳輸模式并且給出了所提傳輸模式能達(dá)到自由度上界的充要條件。接著，考慮廣義