王 林 芮国胜 张海波

1 引言

中继协同通信技术由于其潜在的高速率、大容量、抗衰落、覆盖范围广等优势受到广泛关注，目前已成为重要的研究热点[13]-。为了弥补单向中继在半双工通信模式下，提高边缘用户性能的同时，浪费时隙资源造成频谱效率的损失，Rankov等人[4]提出了放大转发（Amplify-and-Forward, AF）和解码转发（Decode-and-Forward, DF）协议下的双向中继机制，双向中继的两个用户节点可以同时向中继节点发射信号，两个时隙资源之内即可完成一次信息交互，有效地提高了系统的频谱效率[5]，并且用户总速率也比单向中继系统更高。

当双向中继协同通信系统中的节点安装了多根天线时，中继协同技术就可以和MIMO系统常用的预编码及检测技术结合起来[6]。中继协同系统中的空间自由度就可以用来提高链路可靠性，并且在已知信道状态信息（CSI）的情况下，能够通过预编码操作提升系统的整体性能。文献[7]针对单向中继系统总结了放大转发模式下系统的优化算法和预编码设计方法。文献[8]针对存在直连链路的单向中继系统，给出了基于最小均方误差的预编码矩阵的闭式解，并对中断性能进行了研究。而对于多天线双向中继系统来说，信号处理比较复杂，现有针对双向中继协同通信的预编码设计大都基于线性预编码方式，如文献[9]针对双向系统在延时和有限反馈的信道信息情况下的中继预编码矩阵进行分析，文献[10]利用迭代方式将用户预编码与中继预编码相结合，得到联合预编码矩阵。……