55、基于广播切换的分布式OFDM极化传输

基于广播切换的分布式OFDM极化传输

1. 引言

在下一代无线网络中，提升传输可靠性和可实现速率是重要目标。传统的中继系统存在随着中继节点数量增加而导致数据速率损失的问题。因此，在MIMO - OFDM系统中引入极序列，让中继节点能在频率选择性衰落（FSF）信道上同时传输多个OFDM符号。我们使用极转发（PF）技术来设计FSF信道的中继方案，每个中继节点在固定功率约束下对部分信号进行极化并转发。

一些符号定义如下：
- (Z_N) 表示整数集 ({0, 1, \cdots, N - 1})。
- 上标 ((\cdot)^T)、((\cdot)^H) 和 ((\cdot)^*) 分别表示矩阵的转置、复共轭转置和复共轭。
- (diag(d_0, \cdots, d_{N - 1})) 是一个对角矩阵，对角元素为 (d_0, \cdots, d_{N - 1})。

2. 信道极化

考虑基于OFDM调制的分布式无线系统，有一个源节点 (S)、一个目的节点 (D) 和两个中继节点 (R \triangleq {R_1, R_2})，每个节点配备一个发射天线。信息传输分两个阶段：
- 第一阶段：源节点 (S) 将初始OFDM符号极化后发送给每个中继节点 (R_k)（(k \in {1, 2})）。
- 第二阶段：中继节点 (R_k) 对从源节点 (S) 接收到的（部分）符号进行极化并转发给目的节点 (D)，此时源节点 (S) 保持沉默。

假设每对收发天线之间的单链路是具有 (L) 个独立传播路径的频率选择性瑞利衰落，在某些块内保持准静态不变。源节点 (S) 到中继节点 (R_k) 的衰落系数记为