多向中继，顾名思义，指多个信源节点在中继节点的协助下进行信息交换，利用该技术能够有效解决无直达路径的多个信源节点间的通信问题，是单向、双向中继更为一般化的形式，因此这方面的研究具有更普遍的理论意义和更高的应用价值。但是，由于多向中继网络信源节点数目多、传输信息量大、结构复杂，对多向中继的研究比单向和双向中继网络技术难点更多、更为复杂，不在本文研究范围内。目前国际上对多向中继网络的研究也依然处于起步阶段。因此，该项技术有着广阔的应用前景和研究空间，多向中继技术的突破必将带来无线频谱效率的大幅度提升，甚至改变当今的通信格局。

多输入多输出 （Multiple-input-multiple-output, MIMO）[2]技术，即在发射端和接收端同时采用多根天线，是无线通信领域的重大突破。该技术能够大幅度提高通信系统的容量和频谱效率，而不增加带宽，是无线通信理论的重点研究方向之一。它利用系统接收端和发射端的多天线提供空间复用增益，减小信道衰落对通信系统的影响，提高无线传输的误码率性能。未来无限通信领域中，MIMO技术的应用与普及是大势所趋。源:自/优尔~·论,文'网·www.youerw.com/

将双向中继与MIMO技术相结合得到双向MIMO中继系统，该系统可以充分利用MIMO空时分组信号处理技术和双向中继的转发功能，是未来无线通信发展的必然方向。怎样在双向乃至多向中继网络中有效地利用MIMO技术，最大程度地发挥两者结合的优势，是当前移动无线通信领域十分重要的研究课题。

1.2 双向中继研究现状

1.3 论文的组织结构

本文主要内容的组织结构如下：

第一章：概述本文的研究背景和研究意义，简介了双向中继研究现状；

第二章：对双向中继的基本原理和 传输策略进行了简要介绍，并给出了双向中继系统的容量上界；

第三章：对基于AF的单用户对双向中继系统模型进行分析，给出了ZF、MMSE和MSR三种波束成形方案，进行了系统仿真并分析了仿真结果；

第四章：对基于AF的多用户对双向中继系统模型进行分析，给出了ZF、BD和SVD三种波束成形方案，进行了系统仿真并分析了仿真结果。

第五章：研究了基于DF的多用户对双向中继系统模型，在中继端进行译码和简单的异或编码，给出了ZF、BD两种波束成形方案，进行了系统仿真并分析了仿真结果。

2 双向中继系统

本章将对双向中继的基本原理和传输策略进行简要介绍，分析 三种不同时隙数的中继 模型，并给出双向中继 的容量上界。

2.1 双向中继基本原理

    假设一个无线双向中继系统包含两个单天线源节点 和 ，一个单天线中继节点 。 和 要相互交换信息，但是由于传输距离较远或障碍物遮蔽等实际条件的限制，两个源节点之间无法正常通信。为了解决该问题，我们增加一个中继节点 ，辅助两个信源节点维持正常通信。引入了中继节点后， 和 各自的传输范围得到扩大，从而实现了信息的远距离交互。双向中继通信系统具有重要的理论价值和实际意义，例如地面两用户可以通过卫星进行协作通信；在信号较差手机不能正常通信的地方，如果再建一个基站不仅成本高，而且辐射较大，放置中继则能有效解决上述问题。

2.1.1 四时隙双向中继传输模型文献综述

在传统的双向中继协作无线通信中，两个源节点进行一次信息交换需要经历四个时隙：

时隙1：源节点 传送 信号 给中继节点 ；

时隙2：中继节点 将传输信号 发给 ；