部分信道状态信息下MIMO网络的容量与传输技术

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    60972008
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    31.0万
  • 负责人：
    罗武
  • 依托单位：
    北京大学
  • 学科分类：
    F0103.通信理论与系统
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

MIMO网络的容量和传输技术，是近年来国际上无线通信技术领域的核心和前沿问题。MIMO网络的容量以及传输方案的设计极大地依赖于发送端可获得的信道状态信息。对于多用户MIMO网络，在一些重要应用场景中，发送端仅知道部分信道状态信息（如发送端通过有限反馈获得量化的信道状态信息，以及发送端仅知道部分链路的信道信息等情况），此时网络的容量以及最优传输方案至今仍是有待深入研究的开放性科学问题。本项目将对发送端仅知道部分信道状态信息时，MIMO网络的容量与传输技术进行理论研究。申请人团队由国内外高校教授和博士生组成，近年来致力于MIMO系统的容量和传输技术的研究，取得了不少研究成果，具有较强的研究实力。本项目的研究结果将进一步丰富和完善MIMO无线网络的基本理论，并针对一些重要的应用场景提出具有应用价值的高性能传输技术方案。

结项摘要

本项目研究全局和部分信道状态信息下一般单跳MIMO网络（称为MIMO B-MAC网络）的容量与最优传输问题。根据国内外研究的最新进展对研究计划进行了调整：考虑到当前学术界和工业界都已将研究重点转移到了干扰网络和多小区系统，比如在LTE Advance中已经考虑了多小区协同通信。在此背景下，本项目对原有研究计划进行了调整，将研究重点放在了MIMO B-MAC网络的容量与最优传输。MIMO MAC，MIMO BC，多小区系统和干扰网络等都是MIMO B-MAC网络的特例。因此，本项目不仅完成了预期研究任务，还取得了比原计划更加广泛和重要的研究成果：.1. 提出了一种基于对偶性和礼貌注水的MIMO B-MAC网络非凸优化理论，从而为解决网络中非凸优化的难题奠定了基础。首次证明了B-MAC网络中存在一种速率对偶性；发现了网络中最优输入的注水结构并将其命名为礼貌注水。礼貌注水结构的发现为设计高效的网络优化算法奠定了基础。它还解决了MIMO 广播和多址接入信道容量区域的Pareto 最优输入结构这个开放性问题。.2. 基于1中提出的非凸优化理论为MIMO B-MAC网络优化的若干典型应用设计了低复杂度的高效算法，包括：1）总功率约束下的加权和速率最大化问题，它可用于可达/容量区域的求解或无线网络中的自适应资源分配；2）QoS约束下的两个发射机优化问题，它们可用于无线网络中的接纳控制和保证实时业务的QoS；3）多线性约束下的加权和速率最大化问题，其中多线性约束包括独立功率约束，以及认知无线电中的干扰抑制约束等许多实际约束。本项目证明了这些算法的收敛性以及收敛后解的最优性。分析和仿真验证表明所设计的算法在性能，复杂度，收敛速度，以及应用范围上都优于目前没有利用最优输入结构的算法。.3. 解决了部分状态信息下MIMO B-MAC网络的分布式优化问题。本项目提出了一种在TDD网络中，基于信道互易性和迭代局部信道估计的分布式礼貌注水算法。该算法可以通过分布式优化达到网络优化问题的一个局部最优解，具有性能优异且复杂度低等优点。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（7）
专利数量（0）
Polite Water-Filling for Weighted Sum-Rate Maximization in MIMO B-MAC Networks Under Multiple Linear Constraints
多重线性约束下 MIMO B-MAC 网络中用于加权总速率最大化的礼貌注水
  • DOI：
    10.1109/isit.2011.6033989
  • 发表时间：
    2011-07
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Signal Processing
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Liu, An;Liu, Youjian;Xiang, Haige;Luo, Wu
  • 通讯作者：
    Luo, Wu
一种适应高多普勒频偏的突发传输高效导频图案
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    电子与信息学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姚恩鑫;乐天;樊皓;段巍;蒋伟
  • 通讯作者：
    蒋伟
Adaptive Spectrum Sensing/Transmission Scheduling for Cognitive Radio
认知无线电的自适应频谱感知/传输调度
  • DOI：
    10.1587/transcom.e95.b.635
  • 发表时间：
    2012-02
  • 期刊：
    IEICE - Transactions on Communications
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lu, Luxi;Jiang, Wei;Xiang, Haige;Luo, Wu
  • 通讯作者：
    Luo, Wu
New Optimal Power Allocation for Bidirectional Communications in Cognitive Relay Network Using Analog Network Coding
使用模拟网络编码的认知中继网络中双向通信的新最优功率分配
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
    China Communications
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Lu Luxi;Jiang Wei;Xiang Haige;Luo Wu
  • 通讯作者：
    Luo Wu
Optimal Power Allocation of Cognitive Radio with Incomplete Channel State Information
信道状态信息不完整的认知无线电功率优化分配
  • DOI：
    10.1587/transcom.e94.b.1502
  • 发表时间：
    2011-05
  • 期刊：
    IEICE - Transactions on Communications
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lu, Luxi;Jiang, Wei;Xiang, Haige;Luo, Wu
  • 通讯作者：
    Luo, Wu

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其他文献

SGX应用支持技术研究进展
  • DOI：
    10.13328/j.cnki.jos.006095
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    软件学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    董春涛;沈晴霓;罗武;吴鹏飞;吴中海
  • 通讯作者：
    吴中海
浏览器同源策略安全研究综述
  • DOI：
    10.13328/j.cnki.jos.006153
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    软件学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    罗武;沈晴霓;吴中海;吴鹏飞;董春涛;夏玉堂
  • 通讯作者：
    夏玉堂

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罗武的其他基金

MIMO无线网络中基于礼貌注水的分布式优化理论与算法
  • 批准号：
    61171080
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    60.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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