无线传感网中基于分布式空时编码的协作通信关键技术研究

本项目拟以无线传感网络为研究对象，针对无线传感网络特征和设计目标，建立其信道模型；在对影响网络传输速率、可靠性和功耗等因素进行仔细分析的基础上，构建分布式空时编码和分布式差分空时编码设计准则；对于采用相干检测和非相干检测的情况，通过深入研究星座旋转预编码、功率分配和中继协作方式等技术的特点与优点，以及它们与线状代数空时分组码和酉空时分组码的有机结合方式，分别给出能够提供满分集增益、高编码增益、最大传输率和能量高效的分布式空时编码和分布式差分空时编码方案。通过分析影响解码计算复杂度的因素，基于球形解码的思想和所采用的分布式空时编码和分布式差分空时编码的结构特征，提出具有低计算复杂度的解码算法。本项目的研究对于无线传感网络技术的实际应用和未来无线通信的发展具有重要的理论意义和参考价值。

本项目对无线传感网络中的协作传输、功率效率、分布式空时码等重要方面进行了深入的研究和理论分析。.1）针对单向和双向的多天线中继协作通信，研究各节点的联合优化设计，在优化理论的基础上提出了比现有技术具有更好性能的线性处理优化方案，并设计了多用户干扰信道中提高功率效率的优化算法；针对协作转发模式，在传统放大转发和解码转发的基础上提出了新的非线性放大转发模式，提高了协作通信系统的传输可靠性。.2）针对两跳解码中继系统中的功率分配问题，分析了信源与中继受和功率约束下最大化瞬时通信速率并提出优化算法；联合考虑无线传感网中节点的发射功率和电路处理功率，通过选择适当的中继并对其进行合理的功率分配来最大化系统传输速率。.3）针对中继协作通信模型，研究了多中继传输协同优化设计和中继自适应空时编码；针对多天线通信系统的解码，基于球形解码思想和所采用的分布式空时编码的结构特征，分析影响解码计算复杂度的因素，提出了降低复杂度且性能与传统方法相近的解码算法。.4）建立随机无线信道模型，利用概率统计推导得到协作通信系统性能的统计特性。.本项目的研究为无线通信先进技术的发展和广泛应用提供了理论依据和技术支持。