復(fù)雜環(huán)境中多天線非相干通信的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在無線通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端設(shè)置多天線能有效的提高信道容量、系統(tǒng)的通信速率和抗衰落能力。然而在現(xiàn)實的復(fù)雜環(huán)境下,信道的特征可能是多變的。終端的移動會造成信道的快速時變,而使得信道的估計值產(chǎn)生偏差,因此影響對信號的估計。配置在移動終端的多天線會因為尺寸因素而使不同信道產(chǎn)生空間相關(guān)性,從而影響系統(tǒng)的性能。本篇論文將討論快速時變且空間相關(guān)的多天線系統(tǒng)中的一些研究成果和相應(yīng)的算法。
   在信道快速時變的環(huán)境中,準(zhǔn)確獲取即時信道信息(

2、CSI)需要發(fā)送更多的訓(xùn)練序列。尤其對于多天線通信系統(tǒng),由于接收端需要估計更多的信道,系統(tǒng)需要消耗巨大的資源。如果在接收端不需要估計CSI,這些資源便可節(jié)省下來。我們稱在接收端不需要CSI的系統(tǒng)為非相干系統(tǒng)(Noneoherent System)。由于在信道快速時變時系統(tǒng)容易獲取信道的統(tǒng)計信息,本文首先分析有準(zhǔn)確信道統(tǒng)計信息的非相干系統(tǒng)。當(dāng)信道高速時變時(相干時間為一個或兩個時隙),利用已知信道的統(tǒng)計信息,本文提出了特征向量調(diào)制和正交信

3、號設(shè)計兩種方法。特征向量調(diào)制將信息比特1調(diào)制成發(fā)射相關(guān)矩陣的最大特征向量,將信息比特0映射成0特征向量。正交信號設(shè)計將信息比特映射成在時域上相互正交的兩個向量,同時將發(fā)射信號設(shè)計成沿著發(fā)射相關(guān)矩陣的最大特征向量方向。研究表明,與以往認(rèn)為的空間相關(guān)性會降低相干多天線系統(tǒng)的分集增益不同的是,這兩種技術(shù)將帶來發(fā)送相關(guān)增益。在高速時變信道中,當(dāng)發(fā)送端的空間相關(guān)性越大,利用以上兩種傳輸方法的性能越好。然后,本文還研究了獲取信道的統(tǒng)計信息的方法并提

4、出了在一種快衰落信道中估計信道空間相關(guān)矩陣的新算法。
   在快速時變信道中利用空時碼進(jìn)行差分傳輸也是非相干多天線通信的一種有效的方法。差分空時碼具有在接收端無需進(jìn)行信道估計并進(jìn)行低復(fù)雜度信號檢測的特點,同時可以提高分集增益。然而,差分空時碼性能低于相干空時碼性能3dB。因此,如何優(yōu)化差分空時碼通信是研究非相干系統(tǒng)的一個重要內(nèi)容。為此,本文提出了一種新的差分空時碼系統(tǒng)。首先,本文把差分檢測器等效為復(fù)合信道估計和相干檢測兩個部分,

5、并以此提出了廣義差分空時碼的幀結(jié)構(gòu)。廣義差分幀由參考部分和信號部分組成,每一個參考部分和信號部分中的空時碼塊將是前一個參考部分空時碼塊的差分編碼。研究表明,在參考部分和信號部分通過最優(yōu)功率分配,廣義差分空時碼系統(tǒng)的性能可以高于傳統(tǒng)差分空時碼系統(tǒng)性能3dB,并接近相干空時碼系統(tǒng)的性能。此外,本文研究了利用信道統(tǒng)計信息提高傳統(tǒng)差分空時碼性能的方法。由于差分空時碼系統(tǒng)中多入多出(MIMO)和多入單出(MISO)系統(tǒng)具有對應(yīng)特性,本文設(shè)計了基于

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