基于线性离散码的多中继接入技术研究

无线多中继接入网络是未来无线通信发展的必然趋势，但是多用户如何通过多个中继实现可靠接入目前还没有得到回答。本项目在放大-转发多中继接入网络中利用线性离散码实现了多用户可靠接入。首先，根据多用户多中继接入网络的线性特征，建立了两种系统模型：多用户模型和等效单用户模型。分析了错误概率、分集-多路增益折中等系统基本性能。根据性能分析，提出了最优编码准则并给出了基于统计信道信息的最优编码方法。为了减少编码搜索复杂度，提出了利用反馈信道进行编码选择的随机矩阵编码方法。为了增强接收机对用户处理的灵活性以及减少信号检测复杂度，提出了用户干扰消除技术并且给出了使用该接收算法时最优的编码准则。本项目的性能分析结果为无线多中继接入网络的研究提供了重要的理论基础。提出的三种基于线性离散码的编码方法为未来多用户多中继接入网络的实现提供了有价值的参考。

本项目在基于线性离散码的放大-转发中继接入网络中，对通用系统传输模型和性能分析、传输方法和跨层设计协议，接收机算法以及最新的信息与能量同时传输四方面进行了深入研究。发表论文11篇，申请专利7项，完成了计划书的承诺和要求。.1.在通用的系统传输模型中，考虑放大-转发过程使用非线性放大器进行功率放大，研究了由于功率放大器非线性造成的系统性能损失问题，给出了可用于理论分析的等效线性系统模型，计算了接收机等效信号-噪声失真比并给出了中继功率资源的最优化分配方案，发表国际会议论文2篇。提出的分析方法可以有效地将通信系统中的非线性问题转化为等效线性模型，为通信系统的性能分析提供了新思路。基于此工具，发表超宽带通信系统性能分析论文1篇。.2.在基于随机线性编码方案的多中继接入网络中，讨论了随机线性离散码方案的可扩展特性。为了进一步优化链路的传输性能，针对多中继接入网络和双向中继网络，设计了自动请求重传协议（ARQ），发表国际杂志SCI论文2篇。 所提出的ARQ协议优于现有的ARQ协议，极大地提高了基于线性离散码的中继接入网络传输的可靠性。.3.接收算法方面主要研究了信道估计和检测算法。针对放大-转发方式中噪声传递而引起的噪声非高斯化问题，提出了一种基于双训练序列的信道估计方案，给出了最优训练序列设计方案和功率分配方案，发表国际期刊SCI论文1篇。考虑接收端未知噪声的统计特性情况，提出了一种迭代的信道估计与符号检测联合接收方案，发表国际期刊SCI论文1篇，国际会议1篇。为了进一步降低符号检测的复杂度，提出了两种低复杂度的接收机检测方案，在不降低检测性能的同时较大地降低了计算复杂度，发表国际期刊SCI论文1篇。.4.在完成申请计划书的研究计划后，研究了信息与能量同时在中继网络传输的问题。根据中继获取信道信息的情况，提出了动态中继功率分配方法。为了提高信息与能量传输的性能，提出了分布式中继选择方法以及自动重传协议。发表国际会议论文2篇，申请专利7项。