上行云无线接入网的最优前传压缩与解码策略

本文研究上行云无线接入网（C-RAN）模型中的压缩转发方案，其中多天线基站通过容量受限的前传链路连接到基于云计算的中心处理器。基站采用 Wyner-Ziv 编码压缩接收信号，并将表示比特发送至中心处理器；中心处理器执行所有用户消息的解码。在此设置下，本文在 C-RAN 压缩转发方案的前传压缩与中心处理器解码策略的最优结构方面取得了进展。在中心处理器解码策略设计方面，本文证明，在总前传容量约束下，一种允许在中心处理器处任意交错顺序的量化码字与用户消息码字的广义逐次解码策略，可实现与最优联合解码相同的速率区域。进一步表明，先逐次解码量化码字再解码用户消息的实用策略，在个体前传约束下可实现与联合解码相同的最大和速率。在用户传输与基站量化策略的联合优化方面，本文证明，若假设输入分布为高斯分布，则在联合解码下，最大化可达速率区域的最优量化方案为高斯量化。此外，高斯输入与高斯量化联合解码可实现到高斯多输入多输出上行 C-RAN 模型容量区域的常数间隙内。最后，本文通过证明在固定高斯输入下，关于高斯量化噪声协方差矩阵的和速率最大化问题可表述为凸优化问题，从而便于其高效求解，探讨了优化上行 MIMO C-RAN 的计算方面。