分布式天线系统中预编码技术与自适应资源分配研究

本项目以下一代移动通信系统为背景，对分布式天线系统中预编码技术和无线资源分配进行深入研究，旨在提出新的预编码和自适应资源分配方案，提高系统容量、优化网络性能。具体为：基于不完全信道状态信息，提出新的联合空-时功率分配的预编码方案，通过空域和时域的联合功率控制，可实现非常好的性能，而且有着良好的实用性，为分布式天线系统获得优良的性能提供了依据。针对空间相关衰落信道，设计一种非Kronecker相关模型下的预编码方案，该方案非常适合现有分布式天线系统的特点，具有较好的性能和应用价值。提出分布式天线系统中基于平均误比特率约束和预编码的自适应资源分配方案，在满足目标误比特率要求同时可实现高的频谱效率。基于所提的联合功率控制的预编码方案，给出了分布式天线系统中新的联合空-时功率控制的自适应资源分配方案，在获得更高的频谱效率同时还有利于实际应用。为分布式天线系统实现高容量和频谱效率提供了新方法。

本项目以未来第五代移动通信系统为背景，对分布式和集中式多天线系统中链路自适应方案进行深入研究，提出了多种新的预编码、自适应传输和跨层资源分配方案，获得了高的系统容量，优化了网络性能，增强了系统的可靠性。具体为：分别针对空间相关瑞利和莱斯衰落信道，设计分布式天线系统有着非Kronecker相关模型时多种新的低复杂度次优预编码方案，这些方案非常适合分布式天线系统的衰落特点，具有较好的性能和应用价值。并基于信道统计状态信息，设计分布式协作网络中预编码方案，在获得好的性能同时有着非常好的鲁棒性。然后基于不完全信道状态信息，针对集中式多天线系统在空间相关信道下提出新的联合空-时功率分配的预编码方案，通过空域和时域的联合功率控制，增加了功率变化自由度，可实现性能显著提高，而且考虑不完全信道信息和空间相关性，故有着良好的实用性。针对分布式天线系统，提出基于平均误比特率约束的自适应资源分配方案，给出相应的切换门限优化，在满足目标误比特率要求同时可实现高的频谱效率。考虑到实际中信道估计很难完全获得，研究了基于不完全估计信息的自适应资源分配方案，给出可变门限优化，可以降低估计错误的影响。基于所提的联合功率控制的预编码方案，给出了多天线系统中新的联合空-时功率控制的自适应资源分配方案，在获得更高的频谱效率同时还有利于实际应用，为系统实现高容量和频谱效率提供了新方法。研究了分布式协作网络中跨层自适应资源分配，考虑实际中反馈延迟情况，联合物理层和数据链路层，设计了有着不完全反馈信息的分布式协作多天线系统跨层方案，在提高频谱效率同时增强了实用性。此外还研究分布式天线系统容量及其在多小区环境下性能，推导了系统信道容量和中断容量准确和近似表示式，为系统性能评估提供有效方法。本项目研究以理论创新为基础，并注重实际中应用，具有非常好的理论和应用价值。