无线通信中的协作分集技术研究.pdf

北京邮电大学
硕士学位论文
无线通信中的协作分集技术研究
姓名:贾琪
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:吕铁军
20090215
无线通信中的协作分集技术研究摘要在无线通信系统中,分集技术是一种对抗多径衰落以及信道干扰的有效技术。相比时间分集与频率分集,空间分集可以在不增加传输时间和带宽的条件下,提高系统的传输可靠性。协作分集技术是一种应用在分布式通信系统中,使单用户实现空间分集的新兴技术。该技术将分布在无线网络中的节点集合起来,构成虚拟多天线阵列,利用多个节点的协作来获得空间分集增益。协作分集技术以分布式方式实现一种“虚拟的际酰狹际踉谧呦蚴涤没1倭一条新路。空时编码以及空时处理是获得多天线分集增益的有力工具。分布式空时协作系统是结合了空时编码的协作分集系统。本文首先对协作分集系统的模型以及传输协议进行了介绍。其次,本文对传统单中继分布式空时协作系统的误比特率性能进行分析并仿真。最后,本文针对单中继分布式空时协作分集技术领域的两个问题进行了理论研究及仿真验证。第一个问题是,当单中继分布式空时协作系统中的信道为频率选择性衰落信道时,系统如何改进。本文提出的改进方案是对空时编码方式,传输时隙结构以及接收端处理方式的联合设计。第二个问题是,当单中继分布式空时协作系统存在延迟同步问题时,接收端如何解决。本文提出的解决方案是在接收端采用预滤波器从能量角度完成“
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日期:■止迦篿:篮垫迎立选』/本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京邮电大学或其他申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它保密论文注释:本学位论文属于保密在—年解密后适用本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。独创性虼葱滦声明教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名:日期:关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑导师签名:
,人们对通信的需求日益迫切,同时对通信的要求也越来越高。但是无线信道固有的多径特性导致信号经无线信道传输后,在接收端发生剧烈变化,传输质量下降,难以恢复。因而必须采取措施减轻多径衰落对于传输信号的影响。分集技术是无线通信系统中对抗衰落的最有效手段之一。与传统的频域分集技术与的协作分集技术,作为近年来的新兴技术,融合了备受推崇的技术,分布式技术,空时编码技术,越来越受到人们的关注。协作分集技术解决了由于移动终端的体积,功耗等限制而不能应用技术的难题,为技术走向改善系统性能。这些都使协作分集技术成为目前的研究热点之一。为了满足第三代移动通信中多速率多媒体通信的要求,移动通信系统必须采与单一路径且封闭的有线信道不同,无线信道是一个多径并开放的信道。无合成后,由于它们到达接收端的相位不同,所以最终的合成信号可能是它们互相烈变化,严重影响信号的传输质量。在这种情况下,要恢复接收信号存在很大困射机功率或信道带宽的情况下提高多径衰落信道下的传输可靠性。它的基本原理无线通信是世纪年代中期以来,发展最为迅速的通信方式。随着社会时域分集技术相比,目前空域分集技术吸引了更多了关注。而基于空域分集技术实用化,提供了一条可行途径。同时,采用协作分集技术还可以提供分集增益,用更先进的算法和技术,不仅要提高数据速率,还要使系统能确保不同业务所要求的服务质量。以此为目标,学术界已经进行了大量的理论研究,并取得了令人瞩目的成就。这些成果涵盖了各种先进的信号处理技术,包括针对无线通信环境的编码和调制技术,检测技术以及各种分集技术。在这各项技术中,分集技术占有重要地位。究其原因,是由无线信道的本质特性决定的。线信道中电波的传播并不是单一路径,在接收端除了接收到信号的直射波外,还有各种反射波,绕射波和二次反射波等。由于电波通过各个路径的距离不同,所以各个路径信号的到达时间不同,也就是各信号的时延不同。这些信号在接收端相加的结果,也可能是它们互相抵消的结果。无论哪种