基于虚拟多天线的协作广播

本项目针对分布式网络探讨协作广播的系统体系架构，设计能量有效的虚拟MIMO传输方案，提出多级协作广播的冲突控制和功率分配策略，研究协作广播跨层优化机制，提高多跳协作广播系统的效率和性能。项目提出基于虚拟MIMO机制研究协作广播的关键技术，具体内容有：研究高效灵活的邻居发现算法和跨层节点聚簇机制，提出基于节点位置信息和网络拓扑信息的协作节点簇划分和信道资源分配策略，设计虚拟MIMO跨层路由优化算法；研究虚拟MIMO传输机制下的选择式广播和跨层优化机制，探讨如何使物理层有效配合MAC层的冲突控制以及网络层的路由算法，降低网络的冲突概率；研究多级协作广播机制下的功率分配策略，解决网络拓扑结构动态变化和节点功率受限造成的网络吞吐量下降、覆盖范围减小等问题。通过本项目，解决基于虚拟MIMO传输的协作广播相关关键技术，提出高效协作广播的设计原则和方案，提高系统性能，为协作广播系统的实用化提供依据。

本项目针对分布式网络探讨协作广播的系统体系架构，设计了能量有效的虚拟 MIMO 传输方案，提出了多级协作广播的冲突控制和功率分配策略，研究了协作广播跨层优化机制，提高多跳协作广播系统的效率和性能。主要从三个方面进行了研究：高效节点聚簇机制和虚拟MIMO形成机制、基于波束成形的协作多播、协作多播系统的功率分配与控制。.快速邻居发现以及节点聚簇机制是实现节点间分布式协作广播技术的关键，也是利用有限的无线带宽资源进行高效信息共享的重要基础。对于伙伴选择机制，首先提出了一种适用于分布式网络的改进的伙伴选择方法，然后提出了一种结合位置信息的伙伴选择与协作传输的实现方法；针对分布式网络结构，提出了一种基于位置信息的分簇算法；在节点聚簇应用方面，提出了一种基于节点聚簇的MAC层协作广播机制。对于虚拟MIMO形成机制，首先分析一种基于MBMS的天线选择方案来实现发射端的分集增益，然后分析了基于有限反馈波束成形的多天线中继系统的性能。.对于基于波束成形的协作多播，首先针对多播系统发射端无法得到所有用户的理想状态信息问题，提出一种有限反馈下多播系统中的波束成形方案；进一步，研究了基于预编码的多天线多播系统资源分配问题。最后对基于波束成形技术的中继系统的性能进行了研究，分别分析了Rayleigh信道、Nakagami信道和TWDP信道下机会中继和波束成形的性能。.对于协作多播的功率分配与控制，分别从协作系统的功率分配与控制和多播系统的功率分配与控制来进行分析。对于协作系统功率分配与控制，首先，研究了多个簇内协作网络中基于门限的动态资源分配问题；然后研究了基于OFDMA的多用户协作网络中的资源分配问题并提出了联合子载波和功率分配策略，同时，针对多用户OFDM系统提出了一种基于神经网络的新型资源分配方法；最后分析了总功率受限中继系统中的集中式资源优化和各终端功率分别受限中继系统的联合资源优化问题。对于多播系统功率分配与控制，首先分析了基于组间公平的多天线多播系统资源分配方案；然后提出了一种基于子载波协作的多播系统的资源分配方法；进一步，提出了一种基于分层编码的OFDMA多播系统资源分配算法；最后，研究了自适应的多小区多播广播单频网MBSFN的资源分配方法。