無線協同通信系統中的檢測技術研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)技術可以在不增加頻譜資源和發(fā)射功率的前提下極大提高無線通信系統的分集增益和頻譜利用率，但MIMO技術帶來巨大優(yōu)勢同時也產生了極大的接收機處理復雜度，尋求低復雜度高性能的檢測算法一直是無線通信技術研究的熱點問題。
　　 由于能量、價格和尺寸等因素的限制，很難在移動終端配置多根天線，協同通信(Cooperative Communications)的提出解決了這

2、一問題，它通過單天線終端在多用戶或多中繼環(huán)境下共享自身天線從而構成虛擬MIMO系統，提高系統的分集增益和頻譜利用率，同時提高了蜂窩小區(qū)邊緣用戶的性能和基站覆蓋面積。
　　 獨立成分分析(Independent Component Analysis，ICA)是近年來出現的一種強有力的數據分析工具，該算法可以在不知道源信號的分布和混合模型的情況下，通過分析和處理已知源信號的混合信號來提取或恢復獨立的源信號，其在無線通信盲信號分離領域

3、的應用已經開始引起人們的重視。
　　 作為LTE(Long Term Evolution)上行鏈路的多址接入方案——單載波頻分多址(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，SC-FDMA)是近年來提出的一種既具備單載波系統功率峰均比，又具備多載波通信實現簡單和資源調度靈活特性的新型頻分多址通信系統。因此基于SC-FDMA系統，設計合理的多用戶協同傳輸方案是一個值得考慮到

4、問題。
　　 本文從通信系統中的檢測問題角度，先研究了低復雜度MIMO檢測技術，提出了兩種具有低復雜度均衡性質的協同SC-FDMA傳輸方案，最后提出協同通信系統中基于ICA的盲源信號分離算法。
　　 第一章介紹了本文工作的研究背景和現狀，指出了本文的主要內容和結構安排。
　　 第二章研究了三種低復雜度MIMO檢測算法：球形譯碼(Sphere Decoding，SD)、Chase檢測和QRD-M檢測算法，同時基于垂

5、直分層空時編碼(Vertical-BellLaboratories-Layered-Space-Time，V-BLAST)系統，提出了一種衡量QRD-M檢測算法運算復雜度的簡單的方法，分析了各種算法的運算復雜度，并通過計算機仿真討論各種算法的性能，同時做縱向對比。
　　 第三章提出了具有低復雜度均衡性質的協同SC-FDMA傳輸方案。首先闡述了協同通信和SC-FDMA的相關概念；接著引申出了一種兩用戶協同單載波頻域均衡(Singl

6、e-carrier Frequency-domain Equalization，SC-FDE)傳輸方案；然后針對集中式映射(Localized Frequency Division Multiple Access，LFDMA)和分布式映射(Distributed Frequency Division Multiple Access，DFDMA)方式的SC-FDMA系統分別提出了一種具有低復雜度均衡性質的兩用戶協同傳輸方案；最后通過計算機

7、仿真分析和研究了各協同傳輸方案的特點和誤碼率性能。
　　 第四章首次提出了將ICA算法應用到協同通信系統中，實現協同通信系統盲源信號分離。首先介紹了四種ICA算法：矩陣聯合對角化算法(Joint AppmximateDiaginalization of Eigenmatrixes，JADE)、自適應分離算法(Equivariant AdaptiveSeparation via Independence，EASI)、中值EASI(