協(xié)作空間調(diào)制系統(tǒng)中的協(xié)作方案設(shè)計與比特符號映射研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multiple-input Multiple-output，MIMO)技術(shù)通過配備多根收發(fā)天線在不增加帶寬和發(fā)送功率的情況下，提供了較高的吞吐率和頻譜效率，而系統(tǒng)的性能卻因信道間干擾(Inter-channel Interference，ICI)、天線間同步(Inter-antenna Synchronization，IAS)以及復(fù)雜度較高等問題受到了影響。協(xié)作通信技術(shù)作為MIMO技術(shù)的延伸，利用無線信道中隨機分布的中繼

2、節(jié)點構(gòu)成虛擬的MIMO系統(tǒng)，獲得分集增益，擴大傳輸距離和覆蓋面積，克服信道衰落問題，進一步提升系統(tǒng)的性能。
　　空間調(diào)制(Spatial Modulation，SM)作為一種新型的多天線傳輸技術(shù)，引進天線選擇機制，在發(fā)射端激活一根天線來傳輸數(shù)據(jù)，通過三個維度構(gòu)成三維星座映射圖，在保持系統(tǒng)傳輸速率和性能的基礎(chǔ)上避免了MIMO技術(shù)中存在的ICI、IAS以及復(fù)雜度較高等問題。本論文從空間調(diào)制系統(tǒng)中的比特符號映射出發(fā)，將空間維度從天線擴展

3、到協(xié)作中繼節(jié)點及二者的結(jié)合，發(fā)揮空間調(diào)制和協(xié)作通信的優(yōu)勢，完成了協(xié)作空間調(diào)制系統(tǒng)中的協(xié)作方案以及比特符號映射的設(shè)計。主要內(nèi)容如下:
　　首先，研究了空間調(diào)制技術(shù)的比特符號映射方案，考慮發(fā)射天線處的信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)，分析了基于信道增益的比特符號映射方案的示例和仿真結(jié)果?？紤]發(fā)射天線到接收端鏈路間的信道相關(guān)性，擺脫接收端配備單根天線的限制，本文提出了一種基于余弦相似度的映射方案

4、，詳細介紹了映射方案，并通過Matlab仿真將其與傳統(tǒng)的映射方案以及其他已有的映射方案進行了性能對比。
　　其次，針對單中繼節(jié)點協(xié)作空間調(diào)制系統(tǒng)，提出了一種基于增量混合譯碼放大轉(zhuǎn)發(fā)（Incremental Hybrid Decode-Amplify-Forward，IHDAF）協(xié)議的協(xié)作空間調(diào)制工作方法。系統(tǒng)通過將直傳以及信源到中繼鏈路瞬時信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)與對應(yīng)鏈路設(shè)定的信噪比門限相比較

5、，選擇相應(yīng)的直接傳輸、譯碼轉(zhuǎn)發(fā)(Decode and Forward，DF)或放大轉(zhuǎn)發(fā)（Amplify and Forward，AF）方案，給出了具體的通信過程以及系統(tǒng)的中斷概率性能，并通過Matlab將IHDAF中繼方案與基于AF、DF中繼方案進行了中斷概率性能仿真分析對比，同時通過仿真分析確定了最佳的中繼位置以及最優(yōu)的功率分配方法。
　　最后，針對多中繼協(xié)作空間調(diào)制系統(tǒng)，將空間維度從天線擴展到協(xié)作中繼節(jié)點及二者的結(jié)合，提出了一