中文摘要：

拟研究无线衰落信道中的链路自适应复数域网络编码技术，完善多用户协作和多向通信场景的理论研究和协议设计工作，并探索该技术在IMT-Advanced等无线通信系统中的应用。针对多用户协作场景，拟首先从性能分析角度出发，利用矩生成函数方法并参考马尔可夫编码的研究思路获得更为精确的误符号率或误码率性能，以此为基础深入考察复数域编码和链路自适应编码系数的设计问题，并最终推导出分集- - 复用折中性能；针对多向通信场景，拟分别研究单中继多天线和多中继单天线情形的性能分析和协议设计问题，研究多路信号经历独立衰落后在空中叠加对解码性能的影响，研究链路自适应系数对分集性能的影响并最终提出高分集增益的多向通信方案；针对在实际移动通信系统中的应用问题，拟根据IMT-Advanced系统的具体天线数配置、信道模型和信道编码方式，仿真在多用户协作和多向通信场景获得的研究成果，最终提出代价较小、性能较高的实用编码方案。

结论摘要：

本课题按计划针对无线通信系统的复数域网络编码、多向通信以及多用户协作通信技术展开了持续的理论研究和应用探索。主要完成了以下工作(1) 复数域网络编码技术的理论分析与协议设计。分析了放大转发中继方式下复数域网络编码技术在多用户通信时的系统分集、误符号率和吞吐量性能；设计了利用基于空时网络编码的满分集多向中继协议并进行了性能分析和发射功率优化。(2) 双/多向通信技术的预编码技术研究与方案设计。针对多向通信系统，提出了一种采用正交映射和物理层网络编码的非对称多向通信协议，通过物理层网络编码设计和中继天线选择集合的优化，设计出保证满分集的高吞吐量预编码方案；针对多天线双向中继网络，分析了在天线选择和给定预编码方式下的系统中断概率，并获得中继最优位置的近似最优解；针对双向中继通信系统的预编码设计问题，研究了安全和速率最大化的预编码方案。在安全性要求和节点功率控制约束下，提出了一种稳定的具有高安全和速率的线性近似和半正定松弛方法，可通过快速迭代获得高吞吐率的预编码方案。(3) 面向应用的多用户协作预编码方案研究与协议设计。针对协作多点联合传输系统，提出了一种对非理想信道状态信息鲁棒的预编码方案，建立了最大化平均和速率优化问题模型，通过对预编码矩阵和加权系数的交替迭代优化获得了高吞吐量的预编码方案；提出了协作多点传输系统中带有延时的自适应有限反馈方案，以用户和速率损失最小化为目标，通过比特数目与用户信干噪比表达式之间的近似关系，推导得到了自适应的比特分配方案；等。(4) 围绕复数域网络编码和多向通信的拓展研究。我们针对优化系统能效和提升通信安全性围绕课题任务进行了拓展性研究。提出了一种用于能量采集无线网络的中继选择和功率分配方法，通过动态分配信号在中继节点处获取的能量，得到能量采集无线网络的近似最小中断概率；设计了一种基于无线信息与能量同传场景下支持多对用户对高速率通信的波束形成和能量采集方法。建立能量收集约束速率最大化问题模型，将非凸问题转化为一系列凸问题并提出了迭代求解方法，得到了最大化多对用户的中继系统传输速率的预编码方案；等。在上述研究成果基础上，本课题共发表学术论文11篇，其中10篇已被SCI/EI检索；参加国际会议交流2次，宣读交流学术论文3篇；申请国家发明专利8项，其中2项已获授权；向中国通信标准化协会CCSA提交标准化提案1项。顺利完成了课题的原定任务。