考慮過時信道狀態(tài)信息的MIMO協(xié)作通信天線選擇研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技術作為第四代及未來移動通信系統(tǒng)的關鍵技術，憑借其顯著提升了頻譜效率和成倍提高了系統(tǒng)容量的優(yōu)勢而具有廣泛的應用前景。同樣，中繼協(xié)作技術也是第四代及未來移動通信系統(tǒng)的關鍵技術，能夠有效擴大通信網(wǎng)絡的覆蓋范圍，對抗信號衰落，帶來空間分集增益，提高通信系統(tǒng)的可靠性。于是，MIMO技術和中繼協(xié)作技術的有效融合自然獲得了研究人員的關注。為了降低MIMO協(xié)作通信系

2、統(tǒng)的復雜度，往往采用天線選擇技術，同時，當存在多個中繼可供選擇時，還需要進行中繼選擇。當前有關MIMO協(xié)作通信系統(tǒng)天線選擇及中繼選擇的成果不少，然而大部分研究都沒有考慮中繼或天線選擇與數(shù)據(jù)發(fā)送之間存在時延，基于過時的信道狀態(tài)信息（Outdated Channel State Information，Outdated CSI）做出的選擇很可能會降低系統(tǒng)性能?；诖?，本文開展考慮過時信道狀態(tài)信息的MIMO協(xié)作通信天線選擇研究，取得了一定成果

3、，主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)在考慮過時信道狀態(tài)信息的前提下，在放大轉(zhuǎn)發(fā)（Amplify-and-Forward，AF）MIMO協(xié)作通信系統(tǒng)中提出了一種考慮過時信道狀態(tài)信息的發(fā)射端天線選擇方法，接收端采用選擇性合并方式，推導得到了系統(tǒng)中斷概率表達式以及漸進表達式。分析了過時信道狀態(tài)信息和共信道干擾這些非理想因素對AFMIMO協(xié)作通信系統(tǒng)性能的影響，并與不考慮過時信道狀態(tài)信息的情形進行了比較。數(shù)值和仿真結果表明:過時信道狀態(tài)信息會

4、造成AFMIMO協(xié)作通信系統(tǒng)的性能下降，同時，信道相關系數(shù)ρ越小，系統(tǒng)中斷性能越差;隨著節(jié)點天線數(shù)目的增加，中斷概率降低，系統(tǒng)中斷性能得到改善。
　　(2)為了應對過時信道狀態(tài)信息對MIMO協(xié)作通信系統(tǒng)天線選擇性能的影響，并考慮信道預測復雜度和性能之間的平衡，提出一種預測信干比的方法，并利用預測信干比進行天線選擇。仿真結果表明，所提方法相對于基于過時信道狀態(tài)信息的天線選擇方法性能更優(yōu)，且信道過時的程度越輕時，中斷性能的改善程度越大