无线通信中协作分集技术研究

论文摘要

随着无线通信的发展,人们对于无线数据传输的速度和服务质量的要求也越来越高。在无线通信系统中,由于多径衰落的影响,在信道状态较差的情况下接收端很难对接收到的信号进行正确的恢复。分集技术能够有效的对抗多径衰落的影响,改善系统的性能。但是传统的分集技术往往需要使用多天线,而在一些实际的无线网络中用户终端受限于体积或能量约束等各种条件,不便于采用多天线,这就大大的限制了分集技术。为了解决这些限制因素,近年来提出的协作分集技术受到了越来越多的关注。本文首先从介绍协作分集技术的基本概念和原理入手,分析了协作分集中的几种基本协议并对各个协议进行了仿真和比较。通过详细的分析,得出各种协议的利弊。其次,本文讨论了Alamouti空时码在协作分集中的应用。从Alamouti空时码与AF协议相结合的角度出发,在分析了传统的AF模式下Alamouti空时码协作模型的基础上,对Alamouti空时码与AF协议相结合的模型进行了改进。然后从Alamouti空时码与MIMO系统相结合的角度出发,针对MIMO系统的缺陷,提出了一种协作空时系统,在有效的克服了MIMO系统的缺陷的同时,又获得了与MIMO系统相同的分集增益。最后,本文在双中继协作系统中,提出了两种功率分配算法。这两种功率分配算法主要研究了在多中继协作系统中的功率分配问题。根据推导的系统平均误符号率的上界公式,以最小化系统误符号率为目标,提出两种功率分配方案。其中仅考虑中继节点参与的功率分配方案,算法简单且易于推广到多中继的情况。而包含源节点参与的功率分配方案,能够最大化的降低系统误符号率,使整个系统获得更好的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 协作分集技术的提出
• 1.2 协作分集技术的发展和现状
• 1.3 论文的主要工作及内容安排
• 2 协作分集技术
• 2.1 协作分集技术介绍
• 2.1.1 协作分集的原理
• 2.1.2 协作分集系统模型
• 2.2 协作分集的协议
• 2.2.1 放大前传
• 2.2.2 译码转发
• 2.2.3 编码协作
• 2.3 协作分集协议的仿真和比较
• 2.3.1 放大前传的仿真分析
• 2.3.2 译码转发的仿真分析
• 2.3.3 编码协作的仿真分析
• 2.3.4 三种协议的比较
• 3 Alamouti空时码在协作分集中的应用
• 3.1 Alamouti空时分组码
• 3.1.1 最大比合并（MRC）模型
• 3.1.2 双发单收天线的Alamouti空时编码
• 3.1.3 双发双收天线的Alamouti空时编码
• 3.2 Alamouti空时码在AF协议中的应用
• 3.2.1 传统的AF模式下Alamouti空时码协作模型
• 3.2.2 改进的AF模式下Alamouti空时码协作模型
• 3.2.3 仿真分析
• 3.3 Alamouti空时码在多输入多输出协作系统中的应用
• 3.3.1 协作空时系统模型
• 3.3.2 协作空时系统性能分析
• 3.3.3 协作空时系统仿真
• 4 基于译码转发的双中继功率分配策略
• 4.1 引言
• 4.2.2 中继系统模型
• 4.3 系统误符号率分析
• 4.4 最优功率分配策略
• 4.4.1 中继节点之间的最优功率分配（OPA-RR）
• 4.4.2 源节点及中继节点的最优功率分配（OPA-SR）
• 4.5 仿真分析
• 4.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢