下一代協(xié)同無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來，協(xié)同通信的概念正在受到人們廣泛的關(guān)注，它使得無線網(wǎng)絡(luò)中的多用戶(節(jié)點(diǎn))間的協(xié)同分集成為可能，與此相關(guān)的協(xié)同MIMO技術(shù)也有望成為下一代無線協(xié)同通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。協(xié)同中繼是此類技術(shù)中發(fā)展最快的一個(gè)分支，它可使得無線系統(tǒng)在傳輸范圍與端到端的數(shù)據(jù)傳輸速率之間進(jìn)行折中。本文主要研究了協(xié)同中繼中的各種低復(fù)雜度的編碼策略設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并把環(huán)境自適應(yīng)MIMO系統(tǒng)作為協(xié)同MIMO技術(shù)的特例加以研究。主要工作為如下5個(gè)部分。 1．基于中斷

2、概率分析，提出了一種基于協(xié)同分集的跨層設(shè)計(jì)，在多跳結(jié)構(gòu)和每節(jié)點(diǎn)有限重傳約束下，以適度降低頻譜效率為代價(jià)來提高無信道編碼系統(tǒng)的誤碼性能。通過引入相應(yīng)的鏈路層控制策略，在塊衰落信道下它可以利用中繼節(jié)點(diǎn)獲得協(xié)同分集和實(shí)現(xiàn)天線與能量共享。 2．多跳的結(jié)構(gòu)直接帶來了協(xié)同策略和路由等問題。針對(duì)沒有反饋信道和有低速反饋信道等應(yīng)用場合，論文分別提出一種基于中繼級(jí)聯(lián)和一種基于比特交織編碼調(diào)制的編碼協(xié)同策略。在第一種策略中，由于兩個(gè)空間臨近的中繼以

3、有線方式相連，它們的天線形成了一種特殊的虛擬陣。在采用自適應(yīng)譯碼重傳的第二種策略中，中繼處不采用信道譯碼并且重傳僅基于簡單的信噪比門檻比較。該兩種策略的提出增加了譯碼重傳的靈活性。 3．在有限的射頻資源的約束下，為了使點(diǎn)到點(diǎn)MIMO系統(tǒng)在無線信道中的空間選擇性發(fā)生變化時(shí)可自適應(yīng)地調(diào)整天線，論文分別提出了簡化的發(fā)射天線和接收天線選擇方案，它們與迭代接收機(jī)相聯(lián)合可顯著地改善系統(tǒng)的性能。在發(fā)射天線選擇方案中，論文提出了一種迭代接收機(jī)，

4、它可以利用前次迭代所得到的符號(hào)估計(jì)來獲取候選星座點(diǎn)子集從而降低檢測復(fù)雜度。該設(shè)計(jì)可以使得系統(tǒng)先進(jìn)行發(fā)射天線選擇，接著進(jìn)行接收天線選擇。因此，它使得實(shí)際MIMO系統(tǒng)便于在復(fù)雜度和性能之間達(dá)到折中。 4．研究了一種采用高級(jí)信號(hào)處理(如發(fā)射端的波束成型、接收端的干擾抵消)的兩跳Ad hoc網(wǎng)中的協(xié)同MIMO技術(shù)。針對(duì)單個(gè)源與單個(gè)目的節(jié)點(diǎn)、各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都采用多天線和每個(gè)鏈路可能存在空間相關(guān)的應(yīng)用場景，論文提出了一種簡化的中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案。

5、在固定的子集元素個(gè)數(shù)約束下，選擇后所獲得的中繼子集中的節(jié)點(diǎn)可以利用發(fā)射端(第二跳)的信道狀態(tài)信息進(jìn)行各種線性波束成型。分析與仿真驗(yàn)證表明，在降低總網(wǎng)絡(luò)資源消耗和改善網(wǎng)絡(luò)傳輸范圍的同時(shí)，與隨機(jī)選擇相比，該選擇方案也有助于改善系統(tǒng)的頻譜效率。5．針對(duì)兩個(gè)相互干擾的源、一個(gè)中繼和一個(gè)目的的應(yīng)用場景，提出了頻率選擇性衰落信道下一種基于TDD-CDMA的多跳Ad hoe網(wǎng)的協(xié)同設(shè)計(jì)，它可以利用譯碼重傳、干擾抵消以及功率控制來降低遠(yuǎn)近問題的影響。由