无线通信中协作分集技术的研究

论文摘要

协作通信是目前无线通信的研究热点。作为协作通信关键技术之一,协作分集基于中继信道理论,通过中继宏协作形成一个虚拟的MIMO系统,扩展了传统MIMO系统的应用场合,达到空间分集的效果,提高通信的可靠性。协作分集是一个崭新的研究领域,具有非常广阔的应用前景,可应用于蜂窝移动通信系统、无线Ad hoc网络、无线Mesh网络、无线局域网以及无线传感器网络等多种场合。本文研究了一种新的分集技术——协作分集,分别实现了二进制下的以及高阶调制下带宽有效的多种协作分集方式。首先,分析了二进制调制下的协作分集,重点研究了编码协作及其性能。编码协作通过用户协作编码替代以往低效的重复编码,将每组码字分段通过独立衰落路径发送。理论分析和仿真表明,在快衰落信道下,引入空时码思想,形成空时协作,很好的提高了协作分集在快衰落信道下的性能。然后,针对这种二进制调制下的协作分集需要展宽带宽的问题,将比特交织编码调制技术引入协作分集,分别实现了基于RCPC和基于Turbo的带宽有效编码协作分集。仿真结果表明,在慢衰落信道下,通过在重复发送更多码字比特与采用更高阶的调制方式之间进行带宽-性能的折衷,可以在保证带宽效率的基础上提高系统整体性能,有效的降低误比特率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 协作通信与分集技术
• 2.1 协作通信
• 2.1.1 协作的概念
• 2.1.2 协作技术的应用
• 2.1.3 协作通信的前景
• 2.2 传统分集技术
• 2.2.1 无线信道衰落基本类型
• 2.2.2 传统分集技术分类
• 2.2.3 合并方式
• 2.3 协作分集的概念
• 2.4 小结
• 第三章 二进制调制下的协作分集
• 3.1 协作分集基本模式
• 3.1.1 放大中继模式
• 3.1.2 检测中继模式
• 3.1.3 编码协作
• 3.2 编码协作
• 3.2.1 系统模型
• 3.2.2 编码协作传输方案
• 3.3 空时传输下的编码协作
• 3.3.1 空时协作的引入
• 3.3.2 空时协作过程
• 3.3.3 实现方案及问题
• 3.4 Turbo 编码协作
• 3.4.1 Turbo 码基础
• 3.4.2 Turbo 码协作方案
• 3.5 性能分析
• 3.5.1 成对错误概率
• 3.5.2 端到端误比特率
• 3.6 仿真及结果分析
• 3.6.1 RCPC 编码方式下的协作
• 3.6.2 Turbo 编码方式下的协作
• 3.7 小结
• 第四章 带宽有效的协作分集
• 4.1 网格编码调制
• 4.1.1 网格编码调制概念的提出
• 4.1.2 TCM 原理
• 4.2 比特交织编码调制
• 4.2.1 比特交织编码调制概念的提出
• 4.2.2 BICM 原理
• 4.3 带宽有效的BICM 编码协作分集
• 4.3.1 BICM 编码协作的引入
• 4.3.2 BICM 编码协作基本思想
• 4.3.3 基于RCPC 的BICM 编码协作
• 4.3.4 基于Turbo 的BICM 编码协作
• 4.4 性能分析
• 4.4.1 成对错误概率
• 4.4.2 端到端比特错误概率
• 4.5 仿真与结果分析
• 4.5.1 基于RCPC 的BICM 编码协作
• 4.5.2 基于Turbo 的BICM 编码协作
• 4.6 小结
• 第五章 全文总结与工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果