基于MIMO-OFDM系統(tǒng)的中繼選擇協(xié)作技術(shù)仿真研究.pdf

1、為了滿足下一代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的高速率、高可靠性的需求，我們需要解決由于多徑信道的存在而導(dǎo)致無(wú)線信號(hào)的衰落這一主要問(wèn)題。為了減小衰落信道的影響，時(shí)間、頻率以及空間等分集技術(shù)得到大量的應(yīng)用和推廣。其中，尤其是空間分集技術(shù)不僅利用了多徑效應(yīng)，還不占用更多的系統(tǒng)時(shí)延和降低帶寬的利用率，使其受到特別的關(guān)注。
　　協(xié)作通信是一種新型的通信模式，它的主要原理就是在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間通過(guò)引入中繼節(jié)點(diǎn)構(gòu)成虛擬多輸入多輸出(MIMO)天線陣列以產(chǎn)生多條

2、獨(dú)立不相干的傳輸路徑。由此在接收機(jī)端獲得空間分集增益和空間復(fù)用增益，以提高信道容量和可靠性，降低誤碼率。并且由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間一般相距較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)線電波的幾個(gè)波長(zhǎng)，所以它們所形成的天線陣列是相互獨(dú)立的。協(xié)作中繼的引入解決了由于用戶設(shè)備體積、功耗等而不能安裝多個(gè)天線的限制。
　　但是，MIMO系統(tǒng)對(duì)于頻率選擇性衰落是無(wú)能為力的。另一方面，正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)利用了頻率分集原理，可以將頻率選擇性衰落信道轉(zhuǎn)變成平坦衰落信道。所

3、以我們建立了MIMO-OFDM物理層架構(gòu)的系統(tǒng)，充分利用了MIMO和OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。然后我們引入了中繼節(jié)點(diǎn)，完成了基于MIMO-OFDM的協(xié)作中繼系統(tǒng)的構(gòu)建。
　　對(duì)于如何引入最優(yōu)中繼，以達(dá)到最大的協(xié)作增益，本論文研究了已有的三種中繼節(jié)點(diǎn)選擇算法--瞬時(shí)信噪比SNR選擇算法、相對(duì)最小BER選擇算法和地理位置選擇算法，并在MIMO-OFDM協(xié)作仿真平臺(tái)上完成了對(duì)該三種算法的仿真性能分析與比較。瞬時(shí)信噪比SNR算法通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)所處

4、鏈路的瞬時(shí)信噪比計(jì)算出S-R鏈路的條件誤比特率P(εsrt｜γsrt)和門限誤比特率值PeiSNR-th'，然后進(jìn)行排序與比較，選擇P(εsrt｜γsrt)最小的中繼進(jìn)行協(xié)作；相對(duì)最小BER算法則是選擇協(xié)作系統(tǒng)的最小誤比特率PeiDF或PeiAF對(duì)應(yīng)的中繼進(jìn)行協(xié)作：地理位置選擇算法是把中繼的地理位置信息作為節(jié)點(diǎn)選擇的標(biāo)準(zhǔn)，具有簡(jiǎn)單實(shí)用的特點(diǎn)。
　　最后，本論文通過(guò)對(duì)已有三種選擇算法的性能分析與比較，提出了改進(jìn)的門限選擇算法--混合