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)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)計與實現(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，在多跳結(jié)構(gòu)和每節(jié)點有限重傳約束下，以適度降低頻譜效率為代價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)點獲得協(xié)同分集和實現(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，為了使點到點MIMO系統(tǒng)在無線信道中的空間選擇性發(fā)生變化時可自適應(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，

4、它可以利用前次迭代所得到的符號估計來獲取候選星座點子集從而降低檢測復(fù)雜度。該設(shè)計可以使得系統(tǒng)先進行發(fā)射天線選擇，接著進行接收天線選擇。因此，它使得實際MIMO系統(tǒng)便于在復(fù)雜度和性能之間達到折中。 4．研究了一種采用高級信號處理(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)。針對單個源與單個目的節(jié)點、各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都采用多天線和每個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)點選擇方案。

5、在固定的子集元素個數(shù)約束下，選擇后所獲得的中繼子集中的節(jié)點可以利用發(fā)射端(第二跳)的信道狀態(tài)信息進行各種線性波束成型。分析與仿真驗證表明，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，與隨機選擇相比，該選擇方案也有助于改善系統(tǒng)的頻譜效率。5．針對兩個相互干擾的源、一個中繼和一個目的的應(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，它可以利用譯碼重傳、干擾抵消以及功率控制來降低遠近問題的影響。由