新型多跳蜂窝网中的关键中继通信理论研究

目前中继通信理论和方法虽然已得到较为广泛的研究，但随着IMT-Advanced系统的更高性能指标，适应于新型多跳蜂窝网络的中继通信理论还需要进一步寻求突破。本课题拟从中继协同传输、无线资源调度两个方面展开新型中继通信理论和方法的研究，以达到显著提高中继网络内空、时、频等资源利用效率的科学目标。拟重点研究融合网络编码与多天线理论的新型双向中继协同传输理论，以及新型的自适应多用户多中继协同传输理论，力求在协同中继传输理论方面取得关键性突破，从而显著提高小区平均频谱效率以及覆盖面；拟研究联合考虑中继网络潜在的空、时、频、功率、用户和中继路由等多维度资源的联合优化理论模型以及基于多维资源耦合度分析的分层优化实现方法，以有效解决中继系统复杂的资源调度问题，同时探索性地研究不同应用场景下游牧、移动中继动态接入的资源分配理论模型。预期研究成果将为未来IMT-Advanced系统提供重要理论和技术支撑。

根据课题研究计划，已对中继增强型蜂窝网络的关键中继协同理论和方法进行了深入和系统的研究。在单向多天线中继协同传输、多点协同传输、双向中继传输和资源调度优化等几个主要方向取得了明显的研究进展：基于不同的准则，分别推导获得了中继协同MIMO传输、双向中继协同传输以及多点协同波束成形的最优传输理论方法，揭示了性能极限，并提出了多种适应现实约束条件的低复杂度低开销的高效协同传输方法；针对多小区多用户OFDM系统，在探索资源调度最优理论的基础上，提出了几种低复杂度的高效资源分配方法，形成了能效优化的资源调度理论方法，并基于大规模MIMO模型建立了上行资源绿色分配优化理论和方法。相关成果已在IEEE Transactions on Signal processing /Communications/Vehicular Technology等杂志期刊上发表SCI论文16篇（课题负责人第一作者5篇），在《电子学报》/《通信学报》等EI期刊上发表论文17篇，在ICC/GLOBECOM/ICASSP等国际会议上发表论文10篇。已被Google Scholar引用100余次，其中国外同行在IEEE Trans Information Theory/Signal Processing/Communications等期刊和会议论文中正面引用40余次，产生了一定的国际影响力。已申请国际和国家发明专利9项，部分作为核心专利输出给华为公司。所取得研究成果顺利完成了预定目标，且都围绕新一代移动通信系统亟待解决的关键问题，能为移动通信发展提供技术支持，且可获得自主知识产权。. 已培养博士毕业生傅友华、李春国、韩玉洁和赵睿4名，硕士生余辉1名。课题负责人在项目实施期间晋升为副教授、博士生导师，入选教育部新世纪优秀人才计划，并获得国际会议2012 IEEE WCSP的最佳论文奖。由于课题所取得的成果达到了预期效果，课题负责人于2012年成功获得青年-面上连续资助项目。