利用统计信道状态信息的无线中继传输理论方法研究

无线中继传输技术能够改善信号传输质量、扩大网络覆盖范围、提高用户吞吐量及系统容量、增加带宽效率，是构建未来高效能绿色移动通信无线传输系统的关键技术之一。在复杂的无线中继环境下，利用统计信道状态信息寻求适于各种信道环境的自适应传输方法具有重要意义，得到国际上越来越广泛的关注，而相关理论和方法尚需要深入系统地研究。本项目拟开展利用统计信道状态信息的无线中继传输理论方法研究，在面向实际传播环境的信道模型基础上深入研究无线中继传输系统的容量，在逼近信道容量等准则下着力解决无线中继传输系统的预编码设计及资源调配等问题，探寻低复杂度、普适的传输理论方法，为构建高效能的无线中继传输系统打下基础。

无线中继传输技术能够改善信号传输质量、扩大网络覆盖范围、提高用户吞吐量及系统容量、增加带宽效率。在复杂的无线中继环境下，利用统计信道状态信息寻求适于各种信道环境的自适应传输方法具有重要意义。本项目利用随机矩阵以及凸优化等理论，解决了利用统计信道状态信息的无线中继传输系统信道容量分析难题，以此为基础进行了无线中继传输系统最优传输理论的研究，形成了利用统计信道状态信息的无线中继传输理论方法，实现了适于实际传播环境的低复杂度、普适的传输接收方法。本项目按原定计划展开了研究，并取得了预期的研究成果，已全面完成了预期的考核目标。所取得的重要进展包括：（1）推导出复乘积信道矩阵特征值和行列式的概率分布，突破多种中继传输系统中断性能、信道容量、以及性能界的闭式表达，揭示出不同信道参数对系统性能的影响；（2）引入利用软信息的网络编码方法，提出全新的估计转发中继传输方法，有效降低中继节点的功率消耗以及运算复杂度，并提出导频信道估计、中继节点选择及功率分配等理论方法；（3）揭示出多用户MIMO 信道遍历和容量可达最优传输为统计特征模式传输，提出统计特征模式多用户MIMO 传输理论方法，分析出多用户MIMO 系统性能；（4）引入有限字符输入信号，分析了此种输入信号下的系统速率，得到可达速率及其上界的解析表达，揭示出最优预编码矩阵的结构，提出低复杂度预编码方法；（5）提出新型利用统计信道信息的下行多用户传输系统调度方法，以及分层次利用瞬时和统计信道信息的多用户调度方法。