兩用戶多天線協(xié)作通信傳輸方案的研究.pdf

1、多用戶多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)無線通信網(wǎng)絡(luò)允許多個用戶在相同的時頻資源下工作，能夠有效提高系統(tǒng)容量，但用戶間干擾問題限制了系統(tǒng)性能的提升。而協(xié)作通信技術(shù)能夠更好地挖掘多用戶MIMO系統(tǒng)內(nèi)在的空間分集增益，擴(kuò)大覆蓋范圍，改善系統(tǒng)整體性能。但結(jié)合兩種技術(shù)的多用戶協(xié)作通信方案往往存在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、編碼及檢測復(fù)雜度高等問題。為此，本文開展了如下研究工作。
　　(1)研究了多用戶

2、MIMO系統(tǒng)的基本信道模型和干擾處理方法，重點(diǎn)研究了兩種經(jīng)典的干擾對齊方案。一種是基于Alamouti結(jié)構(gòu)編碼的干擾對齊方案，該方案利用Alamouti結(jié)構(gòu)的正交性消除用戶間的干擾;另一種方案在發(fā)射端未知信道狀態(tài)信息的條件下，通過設(shè)計(jì)合理的空時編碼傳輸方式，實(shí)現(xiàn)兩用戶MIMO干擾信道下的干擾對齊。
　　(2)分析了協(xié)作通信的基本模型和協(xié)作中繼傳輸?shù)慕?jīng)典轉(zhuǎn)發(fā)方式，深入研究了在多天線MIMO通信系統(tǒng)中采用循環(huán)延遲分集(Cyclic D

3、elay Diversity，CDD)技術(shù)降低編碼及檢測復(fù)雜度的內(nèi)在機(jī)理。研究結(jié)果表明，使用CDD技術(shù)可在獲得分布式無線通信網(wǎng)絡(luò)潛在分集增益的同時，簡化整個通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。
　　(3)基于上述的研究成果，提出了一種低檢測復(fù)雜度的兩用戶多天線協(xié)作通信傳輸方案。該傳輸方案中所有節(jié)點(diǎn)均配備多根天線，整個傳輸過程可分為兩個階段:第一階段，兩通信用戶首先對待傳輸信號進(jìn)行正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequency Divisi

4、on Multiplex，OFDM)調(diào)制，然后采用基于干擾對齊思路設(shè)計(jì)的空時分組碼對各個子載波上的調(diào)制信號進(jìn)行編碼，以在獲得系統(tǒng)分集性能的同時，易于實(shí)現(xiàn)接收端的干擾分離，將編碼后的信號廣播發(fā)送給所有的中繼節(jié)點(diǎn);第二階段，為降低檢測復(fù)雜度，在中繼轉(zhuǎn)發(fā)過程中引入CDD方式。各個中繼節(jié)點(diǎn)采用不同的循環(huán)延遲量對各自接收到的信號進(jìn)行循環(huán)延遲操作后再放大轉(zhuǎn)發(fā)給接收節(jié)點(diǎn)，在接收節(jié)點(diǎn)處基于發(fā)射端的空時編碼原則設(shè)計(jì)合理的迫零消除矩陣去除用戶間的干擾，獲得