多用户对双向中继波束成形与功率分配算法研究(3)
LTE-A并不是一项独立的技术，它不仅由载波聚合（Carrier Aggregation）、上/下行多天线增强（Enhanced UL/DL MIMO）技术构成，还有多点协作传输（Coordinated Multi-point Transmission）、RS技术、异构网干扰协调增强（Enhanced Inter-cell Interference Coordination for Heterogeneous Network）这些关键技术构成重要的技术集。作为LTE-A重要技术之一的RS技术，具有很多有优点，比如提高容量，增加覆盖范围，提高边缘用户的通讯质量。而且RS技术还可以减少成本，因为可以采用无线方式，只要提供电力支持，而避免了以前的布线方式。
由以上我们都可以看出RS技术是一项值得广泛利用的技术，在无线通信网络中加入RS技术可以给系统提供空间协作分集，使得小区周边信号质量大大改善，这些优点都是未来通信发展的必然态势。
RS分为以下几种，单向RS，双向RS，多向RS。单向RS的传输方向是单一的，RS将用户发送来的信息进行处理再发送给下一个用户，局限性较大。但这些年来单向RS技术在被应用到通信网系统之后，较大程度的改善了系统性能。
最初的TWRN网络包括了两个不直接链接的信源节点和RS节点，传输过程包括4个时隙，其中每两个节点之间传输、接收信息时需要分成2个是时隙进行，这种方式能提高通信小区半径但无法改善频谱的利用率。高频谱效率TWRN，传送过程缩减为2个时隙。每一个信源节点都在第一个时隙同时的向RS发送消息，这样RS将会收到所用用户发送的混合消息，第二个时隙，混合消息经过RS预编码处理之后再分别传送给每一个用户。与以往四时隙TWRN比较，高频谱效率TWRN不仅提高了通信小区半径也提高了频谱的利用率。
多向RS系统具有多条传输方向，信源节点的消息经由RS至少与两个节点进行传递。多向RS更具有普适性以及研究价值，但由于多向RS的传输方向众多、结构较为复杂，致使其研究和设计具有一定的难度，但是其具有很宽泛的使用空间和开发潜力在未来无线通讯重点研究方向中必将发挥巨大的作用。
本文主要探讨了多用户对TWRN系统 。与单用 户TWRN系统和单向中继相比，该系统可以提供 空间分集增益、增加RS 的覆盖范围、消除“盲区”提高 通信质量，提高频谱 利用率。但是由于天线间信息干扰，系统性能会受到影响，所以对于多用户对TWRN来说，最需要解决的问题 就是控制干扰的和信息泄露。对于无线TWRN传输系统，如果可以在RS节点采用波束成形预编码的方法，将所有用户的数据合并一起传输，可以减少资源浪费，提高通信效率，获得更高容量和更广的通信范围。在此背景下，本文主要探讨了多用户对TWRN波束成形技术以及功率分配算法。
1.2 无线中继的发展与现状
1.2.1 中继协作通信发展历程
上个世纪中期，RS协作的概念开始出现，在文献[4]中首次提出RS的观点，在文献[5]中第一次计算了信道输入与输出互信息量上界。文献[6]构造出一个三节点模型，其中包括RS节点、信源和信宿节点。20世纪末，文献[7]中提出协作通信的概念，提出通过用户协作来提高系统容量上界。2003年，美国一些学者等人通过实验发现协作RS技术具有两大优势：增加系统容量区间和提供协作分集[8][9]。文献[10][11][12]中将分组编码技术与协作RS技术两者紧密结合。最近这些年来，有关RS方向的技术研究正欣欣向荣的发展着。
1.2.2 中继协作通信研究现状
1.3 论文结构
本文的内容安排如下：
第一章：介绍了本文的研究背景和RS技术的国内外发展现状；
第二章：介绍中继通信的基本模型，再根据中继系统的分类依次介绍传输方向，中继传输策略和基于AF策略的TWRN模型；