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随着移动业务数据量呈指数级的增长,人们对通信系统的吞吐量、网络覆盖及稳定性等方面提出了更高的要求。“缓存辅助中继技术”,即通过在中继节点处配备缓存器,根据各链路的信道状态,在每个时刻选择最有利于系统长期平均吞吐量状态的传输模式。该技术作为无线网络传输设计中一个新方向,可有效改善系统吞吐量、网络覆盖等性能,但其相关研究在拓扑结构较为复杂的多用户网络中比较有限。本文将MIMO技术引入多用户缓存辅助中继系统,采用Alamouti编码传输方案,以优化链路选择及功率分配变量为目标,利用拉格朗日乘子法和KKT条件求解变量优化问题,提出多用户MIMO缓存辅助中继策略,有效改善多用户缓存辅助中继系统平均吞吐量。本文主要工作内容有:(1)研究单用户缓存辅助中继策略。分析了自适应链路选择、系统平均吞吐量以及最优传输方案,对比单用户缓存辅助中继策略与传统中继策略。仿真证明了中继处缓存的引入使系统获得额外的决策自由度增益,改善了系统吞吐量性能,同时降低了中继两侧信道质量不平衡所造成的影响,获得了更高的稳定性。(2)研究多用户缓存辅助中继策略。在每个时隙,利用不同用户衰落信道的随机波动,选择拥有最佳信道的用户传输信息。与单用户缓存辅助中继网络分析方式类似,对比多用户缓存辅助中继策略与无缓存辅助的最佳用户选择策略。仿真证明了多用户缓存辅助中继策略使系统同时获得决策自由度增益和多用户分集增益,且带来的吞吐量增益优于最佳用户选择策略。(3)研究引入MIMO技术的多用户缓存辅助中继策略。建立系统模型,分析了Alamouti传输及自适应链路选择方案,以优化链路选择及功率分配变量为导向,利用拉格朗日乘子法和KKT条件对优化变量进行求解,获得了最优链路判决条件以及功率分配方式,提出了多用户MIMO缓存辅助中继策略。分析结果表明:最佳链路选择和最佳功率分配方案均依赖于瞬时信道状态及相关链路信道统计信息。比较多用户MIMO缓存辅助中继策略、单用户MIMO缓存辅助中继策略及多用户缓存辅助中继策略。仿真结果表明:在等功率分配情况下,多用户MIMO缓存辅助中继策略可使系统获得天线所带来的复用增益及多用户分集增益,吞吐量性能最佳;在最佳功率分配条件下,进一步提高多用户MIMO缓存辅助中继系统平均吞吐量,仿真验证了该策略的可行性和有效性。本文所提出的多用户MIMO缓存辅助中继策略,基于中继缓存空间不受限、无延迟等理想条件下,对扩展系统容量、提高传输效率、增加系统稳定性具有一定的意义。