MIMO双向中继网络预编码设计与功控策略优化

"MIMO双向中继网络的预编码设计与功控策略 (2013年)" 这篇2013年的论文聚焦于多输入多输出（MIMO）双向中继网络中的预编码技术和功率控制策略。在MIMO双向中继系统中，两个源用户可以同时传输信息，从而实现空间复用增益的提升。为了进一步增强这种增益，研究人员提出了一种低复杂度的发送和接收预编码矩阵设计方法。 论文中提到的关键技术是子空间对齐方法。这种方法将复杂的双向MIMO信道分解为多个单一输入单一输出（SISO）子信道，这有助于简化信道处理，并使两个源用户能够通过网络编码有效地利用空间资源，从而获得更优的空间复用增益。 在预编码矩阵设计的基础上，作者还提出了一种优化的功率分配方案。他们利用矩阵计算和转换来确定功率分配，使得可以在每个独立的子信道上进行优化，同时给出了节点间功率分配的封闭形式表达式。这一创新降低了算法的复杂度，从原来的O(n^3)降低到了O(n)，显著减少了计算负担。 仿真结果显示，在标准场景下，提出的预编码设计和功率控制策略在保持较低复杂度的同时，其系统性能接近于最优的梯度下降迭代方案。相比传统的简单前向放大转发（AF）方式，该方案提供了显著的性能提升，达到约2.99 bit/(S·Hz)的增益。 关键词涵盖了MIMO系统、网络编码、双向中继、预编码设计、功率控制以及凸优化，表明该研究深入探讨了这些领域的交叉应用，对于提高无线通信系统的效率和性能有着重要的理论与实践意义。