多輸入多輸出無線通訊系統低秩數通道空間多工增益提升研究

因應各種多媒體行動通訊服務所需之高通訊品質，下世代無線通訊系統必須能在極其有限之無線通道資源中達成高效能資料傳輸。因此，對珍貴之無線通道資源(例如:頻寬、功率、通道自由度等)發展高效能之系統資源分配將是不可避免之課題。本研究計畫將以我們今年所執行之研究計畫成果為基礎，進一步提出一種針對處於不良通道品質之行動用戶提供高頻譜效能之資料傳輸品質。此所謂不良通道品質是指行動用戶端之多輸入多輸出(MIMO)通道矩陣為一低秩數矩陣。而此種低秩數通道將會大幅降低系統之空間多工增益。為了提升此類處於不良通道品質用戶之空間多工增益，我們提出一種多點對多點之多輸入多輸出頻率正交切割多重存取(M4-OFDMA)無線通訊網路架構。M4-OFDMA系統之基本構想是利用多存取點(AP)對不良通道品質用戶同時-同頻傳輸，探討以AP多樣性來補償低秩數MIMO通道之多工增益問題。M4-OFDMA因使用多個相互間無合作關係之存取點(AP)對多個接收站(STA) 同時-同頻傳輸，將導致系統行動台在接收訊號時面臨通道充滿干擾信號之情形。為了能使大量之資料流被忠實地傳遞，干擾迴避技術在 M4-OFDMA系統中便顯得格外重要。然而，M4-OFDMA系統因結合MIMO與OFDM技術，使其在設計實體層訊號處理電路時可以同時利用空間自由度與頻率自由度來設計行動台之等化器以有效解決晶胞間干擾與晶胞內干擾問題。另外，透過各STA利用回授通道將精簡之通道狀態資訊傳回給其所屬之AP，各AP可據以設計適用於其下傳通道之發射波束器預期將可有效降低系統之共通道干擾(CCI)。本計劃將以三年時間完成M4-OFDMA系統所需解決之各項問題，在第一年中，為了使訊號能忠實地傳送與接收我們將開發一種基於子空間之之發射與接收波束器聯合設計問題。第二年之研究計畫是在探討M4-OFDMA系統之通道估測問題，為了降低演算法之運算複雜度，我們將發展一種樹狀低複雜度通道參數估測演算法。而在第三年之研究計畫中，我們將從事以正規圖解法解決系統之動態通道指定與功率分配問題。

系統編號:PB9709-2023
原計畫編號:NSC97-2221-E182-063