MIMO中继系统中的链路自适应天线选择研究

本项目研究在MIMO中继系统中采取链路自适应天线选择最大化系统的吞吐量，提高端到端传输的可靠性。分析具有ARQ的MIMO中继系统在Nakagami衰落信道下使用天线选择时的吞吐量性能，导出吞吐量的封闭的理论表达式并求出吞吐量的上下界及渐进表达式，为系统的实际应用提供准确的理论依据和性能判据。根据性能分析结果，通过求解准优化问题和统计优化问题，导出适于实际使用的吞吐量最大化快速天线选择算法。在此基础上，将天线选择、自适应调制、自适应数据包长度调整三种优化手段相结合，通过化繁为简、逐层分解的方式解决多变量优化问题，提出吞吐量最大化联合优化策略，进一步提高系统的传输可靠性。因此，本项目具有重要的理论研究意义和较高的学术研究价值，也具有较大的实际应用价值。

我们系统、深入地开展本项目的研究工作，研究内容包括：1、MIMO中继系统的性能分析研究。我们分析了干扰环境下具有天线／中继选择的MIMO中继系统的信噪比、符号错误概率、中断概率、平均容量、可达速率、吞吐量等性能指标，为系统的实际使用提供了精确的性能判据。2、MIMO中继系统中的天线选择算法和跨层资源分配策略研究。我们在MIMO-OFDM中继系统中，设计高效的资源分配算法，联合天线选择、中继选择、功率分配、子载波配对、比特分配等手段，提高传输系统传输速率以及端到端的传输效率，具有广泛的应用场景和实用价值。3、MIMO中继系统中的波束成形和收发机设计研究。我们将MIMO中继系统与认知无线电网络和能量收集系统相结合，提出均方误差最小化、迫零、信干噪比最大化、吞吐量最大化、放大噪声功率最小化等多种中继波束成形和收发机设计的最优及低复杂度算法，取得了良好的性能。在项目执行期间，我们共发表学术论文18篇（其中9篇被SCI收录，17篇被EI收录），另有2篇论文被正式录用、待发表；申请发明专利1项；培养硕士生2名。对照预期目标和成果指标，我们圆满地完成了项目任务书中的研究内容，达到了预期目标。