无线多址接入中继模式下网络编码信号检测和干扰协调技术

网络编码把多个用户的信息合并在一起传输，可以减少多用户传输资源开销，提高系统频谱效率。传统物理层或者模拟网络编码主要应用于双向中继模式，且假设无线信道理想，利用已知信息从混合信息中恢复目标信息。但在无线多址接入中继模式下，接收端并不知道发送端的原始信息，且无线信道非理想，传统双向中继网络编码技术需要改进。本项目拟研究无线多址接入中继模式下的网络编码技术，包括：（1）无线多址接入中继模式下网络编码传输方案设计及理论性能分析；（2）无线网络编码的信道估计和信号检测技术，研究合适的信道估计策略以替代理想信道假设，采用多用户检测技术以替代传统解调方案进行信号恢复；（3）无线网络编码的干扰排列技术，联合多天线空时信号处理技术对混合的多用户网络编码信号进行干扰的有效抑制；（4）无线网络编码的干扰调度技术，通过调度技术选择合适的用户和中继站，同时基于软频率分层思想，减少单小区和多小区场景下的多用户干扰。

针对蜂窝移动通信系统多用户场景下无线中继谱效率有待提高这一理论和技术挑战，本项目研究了面向多址接入蜂窝移动通信系统的无线中继编码理论和方法。根据项目预定要求，完成了：1.无线中继网络编码增强方案设计和性能评估及优化，提出了面向多天线的无线中继网络编码方案以及安全通信机制，给出了不同边界条件下网络编码的理论性能和闭式解，通过仿真评估了相关方案在不同信道条件下的误码性能及传输效率等。发表5篇SCI期刊论文，申请技术发明专利3项；2. 无线中继网络编码的链路级增强技术，包括联合信道编码的网络编码，基于旋转调整的网络编码，以及网络编码的信道估计及检测方法等。发表7篇期刊或者会议论文，申请技术发明专利2项；3. 无线中继网络编码的干扰控制技术，包括基于多天线的无线中继网络编码预编码、基于干扰对齐的中继网络编码协调、和面向边缘用户的干扰利用等。发表4篇SCI学术期刊论文，申请技术发明专利1项；4. 无线中继网络编码的系统级关键技术，包括无线中继网络编码的资源分配最优化以及基于OFDM的多维无线资源优化分配等，发表4篇学术论文和申请3项技术发明专利。项目还把以上研究成果总结发表在IEEE Communication Magazine上，截止2013年12月17日，该论文Google引用次数为22，另外，多天线无线中继网络编码方案相关学术论文Google学术引用总次数超过100次。项目预定至少有2 篇SCI期刊论文，申请技术发明专利3 项，实际发表SCI高水平学术期刊论文13篇，申请技术发明专利9项，获得国际和国内标准技术提案各2篇和13篇。结合分层异构无线中继的应用，把网络编码应用于中国移动的四网异构协同组网中，产生了可观的经济和社会效益，荣获高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）技术发明奖一等奖（排名第二），无线中继网络编码多维资源调度方面的成果荣获2012北京青年优秀科技论文奖二等奖以及2013北京青年通信科技论坛优秀论文奖各1次，无线中继网络编码多天线预编码方案国际学术会议最佳论文奖1次，相关成果提交标准技术提案15篇，包括2篇3GPP标准技术提案。项目达到了研究的预期目标，圆满完成了项目预定的考核指标，验证了在一定边界条件下无线中继网络编码应用于蜂窝移动通信系统的性能增益。