双向多向中继系统传输方案设计

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1、万方数据博士学位论文双向／多向中继系统传输方案设计TransceiverDesignforTwo--WayorMulti--WayRelayNetworks作者：王苗导师：钟章队北京交通大学2014年6月方人三床▲少，◆泓万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在

2、馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：Z移签字日期：垆f中年多月7日导师签名：／幺枷签字日期：加z驴年莎月尹日万方数据学校代码：10004北京交通大学博士学位论文双向／多向中继系统传输方案设计密级：公开TransceiverDesignforTwo--WayorMulti--WayRelayNetworks作者姓名：王苗导师姓名：钟章队学号：09111051职称：教授学位类别：工学博士学位级别：博士学科专业：通信与信息系统北京交通大学2014年6月

3、研究方向：数字宽带移动通信与个人通信万方数据致谢时光如水，岁月如梭，五年的时光匆匆而过，转眼间，我已站在了毕业的关口，将为博士阶段的学习画上一个句号。在毕业论文即将完成之际，谨以此文感谢那些在学习和生活中无私地帮助我、鼓励我的人们。首先，衷心感谢我的导师钟章队教授。您严谨的治学态度、广阔的视野和勤勉的工作精神在过去五年里时刻影响着我。感谢您为我们提供了优越的科研环境，为我们的学习和科研创造了条件；感谢您五年来孜孜不倦的教诲和引导，让我在学术上不断进步：感谢您五年来的严格要求，鞭策着我努力工作，不断超越自我；感谢您无私地赞

4、助我出国交流，让我增长了见识。您的谆谆教导将使我受益终生，谨向您致以我最崇高的敬意和感谢。其次，特别感谢我的联合培养导师悉尼大学的李永会副教授和王鹏博士。感谢你们在这短短一年的交流期间，在学术上给予了我细心的指导。与老师的每次讨论都让我获益匪浅。你们渊博的知识、思考问题的思维和角度扩宽了我的视野，纠正了我做学术研究的思路和方法，让我受益终生。感谢你们对我的每一篇文章事无巨细的指导，从想法的产生，方案的提出和论证，文章的撰写以及审稿意见的回复，都给予我无以回报的指导。感谢轨道交通控制与安全国家重点实验的所有老师们，谢谢你们

5、给我的鼓励和支持，你们是良师更是益友。特别感谢王方刚副研究员，感谢您带领我走进多向中继这个神奇的课题，感谢您无私地指导我的工作，感谢您将我引荐给您学术圈的朋友。感谢宋甲英、刘秋妍、曹建飞、倪曼明、杨杉、林思雨、乔晓瑜、刘丽娜、孔勇、李佳俊、逯静辉等师兄师姐，感谢你们在研究中给予的帮助，特别感谢刘秋妍师姐在无线通信干扰分析领域对我的引导，感谢曹建飞师兄不厌其烦地为我解答问题、指点迷津。感谢陈瑞凤、张静文、何睿斯、史媛媛、陈炳吴、刘杨、官科、刘鹏宇、尤嘉、吴荻、李元轩、李岩、张北、许胜锋、孙宵芳、胡淼等同学，枯燥的学习生活因

6、为有你们而丰富多彩。感谢悉尼大学TelecommunicationLaboratory的Even、LiMa、Herry、Yuanye，异国他乡因为有你们的陪伴也有了家的感觉。最后，我要感谢我的父母和兄长，谢谢你们一直以来对我满满的爱和支持，这也是一直以来支持我不断前进的动力之源。万方数据摘要协作中继技术在扩大无线通信系统的覆盖范围以及提高系统容量和传输可靠性方面显示出强大的优势，但是，由于半双工限制，传统的单向协作中继频谱效率不高。结合物理层网络编码技术，双向中继技术有效地克服了半双工限制，显著提高了系统的频谱效率，已成

7、为无线通信领域的研究热点。此外，随着视频会议、多人游戏、应急与救灾通信等新型无线应用的迅速推广，作为双向中继的衍生物，多向通信技术正引起学术界与产业界越来越多的关注。本文将围绕双向中继和多向中继通信的典型场景：多对用户双向中继系统、多小区多用户双向中继系统、多天线多向中继系统以及分布式多向中继系统，分别设计各场景的传输方案。本文首先针对多对用户双向中继系统，提出了一种无用户对间干扰的中继预编码设计，最大化了每对用户接收到的有用信息的功率；并在该设计的基础上，以最大化系统的传输速率为目标，优化了用户的发射功率以及中继的功率

8、分配，并通过对功率优化问题的放松得到该方案设计的性能上界，作为评价功率分配算法的标准；此外，本文提出了一种简单易行的用户对选择方法来进一步提高系统的吞吐量。随后本文考虑了更为一般的多小区多用户双向中继系统，其中多对用户双向中继系统和单小区双向中继系统都是该系统的特例。围绕多小区多用户双向中继系统，本文提出了一种基站与