分布式多天线双向协作中继传输方案的研究

【摘要】在分布式无线通信系统中,分布式空时频编码方案能够同时获得系统空间分集、时间分集和频率分集,提高了网络抗干扰能力、降低了系统的误码率,已经成为了近几年的研究热点和难点。然而现有的分布式空时频编码方案往往是基于单天线的,系统的空间分集增益低,误码率性能低,而基于多天线的分布式空时频编码方案,因其能够同时获得类似多输入多输出(MIMO:Multiple-InputMultiple-Output)系统中的天线分集增益,还能获取协作通信系统中的协作分集增益,扩大了系统的覆盖范围。现有的多天线分布式空时频编码方案往往存在编码结构过于复杂,扩展性和通用性不强,检测复杂度过高等问题。如何设计出一种通用的低检测复杂度多天线分布式空时频编码方案是当前面临的难点。联合编码技术通过对待发送数据流做联合编码处理来提高系统分集增益,循环延迟技术对每个天线上的发送数据进行循环移位,等效加剧了信道的频率选择性,挖掘了系统的频率分集。本文结合这两种技术的优势,研究了一种分布式多天线双向协作中继传输方案。论文具体内容如下：(1)研究了基于联合编码技术的MIMO系统,分析了系统如何实现高的分集增益和传输速率的内在机理,并给出了使用联合编码后产生高检测复杂度的解决方案。(2)将联合编码技术和循环延迟分集技术引入到全速率通信模型中,研究了单向和双向协全速率模型中基于循环延迟分集技术与联合编码技术的编码方案。循环延迟分集技术的引入不仅提高了系统的分集增益,还降低了接收端的检测复杂度。(3)在深入研究上述两种方案的基础上,研究了一种分布式多天线双向协作中继传输方案。整个传输方案包含两个阶段,所有节点都配备多天线,第一阶段两个源节点同时将待发送的数据经过联合编码和正交频分复用调制后广播给所有中继节点；第二阶段所有中继节点将接收到的信号分别进行循环延迟后时分转发给两个源节点。通过理论分析和仿真可知联合编码技术的使用降低了系统的误码率,循环延迟技术的使用令接收端的检测模型和检测复杂度均不随中继节点数的增加而变化,降低了硬件设计复杂度和实现成本。本文设计的分布式双向传输方案与传统分布式编码方案相比扩展性好,编码过程简单且易于设计,能够实现全速率传输且检测复杂度低,具有很高的实用价值。
【作者】李如子；
【导师】张红伟；
【作者基本信息】安徽大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】空时频编码；联合编码技术；循环延迟分集技术；多天线；

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