高移动性宽带无线通信网络重点理论基础研究2012年度报告

摘要

该研究旨在建立高速移动、复杂干扰等场景下的宽带无线通信网络重点理论体系。以信息理论为主要基础和重要手段,重点研究宽带无线通信网络的性能容量限、逼近性能容量限的网络传输机理与干扰应对策略。该研究2012年的研究进展如下。第一,研究了:(1)未知信道参数场景下的信道容量;平稳不可分解的不可控制有限状态信道及其(前馈)容量和反馈容量。(2)接收端选择错误信道参数给系统性能带来的损失,给出了带正交发送分量的半确定性中继信道容量;提出了高移动环境下MIMO Y信道的多源信号协作通信干扰调度优化方案,同时理论推导了系统自由度表达式和天线约束条件。第二,研究了:(1)MIMO衰落信道的服务量。(2)衰落信道容量逼近策略:通过引入缓存机制克服衰落信道时变和随机特性,得到了保持缓存队列稳定的平稳分布和溢出概率以及ε溢出容量,推广了中断容量的概念。(3)车载移动通信容量分析。第三,研究了:(1)衰落信道特别是快变衰落信道下MIMO预编码技术;获得的基于匹配加权信号泄漏噪声比的多用户预编码算法。(2)快变信道下的高效编码调制技术。(3)极性码应用前景:已完成Polar码在AWGN信道上的应用研究,正在进行衰落信道上Polar码的设计工作。第四,研究了:(1)移动性增强宽带无线网络容量和性能的机理。(2)不同中继系统的容量区域。(3)快变信道下中继策略与分集协作性能。(4)移动条件下网络容量、网络分集和传输时延的优化折中。第五,从干扰分析角度出发,研究了:(1)衰落特别是快变信道下小区、中继与天线间的干扰分离与干扰避免技术:提出了高移动环境下基于酉空时调制的多小区联合传输方案;基于干扰对齐技术,提出了基于宏分集技术的基站协作策略;将干扰对齐技术应用于两跳的多中继场景,获得的传输方案在性能上优于现有技术;提出了基于天线选择的SSK技术,避免天线间干扰,降低发射与接收机复杂度;提出了基于空间调制SM技术的多址接入方案,克服用户间干扰。(2)车联网系统中的认知无线电技术:提出了部分硬判决部分软判决的频谱感知融合方法,并获得了新型恶意节点攻击识别方法。(3)仿真平台实现:设计了高铁频谱地图、链路级、系统级仿真平台总体架构,完成了主要模块、功能文档、接口定义以及编码规范的设计编写工作。第六,研究了:(1)高移动信道估计理论与算法。(2)OFDM预编码、接收机与传输方案的设计。(3)干扰对齐和广义Hamming重量的关系:得到了广义Hamming重量判断干扰可解问题。