無線通信網(wǎng)絡中的合作分集研究.pdf

1、分集是一種有效的對抗移動通信中信號傳輸?shù)亩鄰剿ヂ浜托诺篱g干擾的技術(shù)?？臻g、多天線分集可以與其它分集技術(shù)，如時間、頻率分集，有效的結(jié)合，在不增加傳輸時間和帶寬的條件下，提高系統(tǒng)的性能。一種新型的單用戶空間分集，即合作分集或者用戶合作分集，被提了出來。分布在無線網(wǎng)絡節(jié)點上的每一根天線都有自身信息要傳送，且集合起來組成虛擬的天線陣列(VAA)。這種結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)可以看成是分布式或擴展式多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)。 現(xiàn)在常用的中繼協(xié)議

2、包括：放大前向(AF)、譯碼前向(DF)、選擇譯碼前向(SDF)和增量放大前向(IAF)。通過對中斷概率的分析，我們對不同中繼協(xié)議中系統(tǒng)的分集系數(shù)進行了比較，同時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)很大程度的影響著系統(tǒng)的性能，但是這些研究都是基于重復碼的。隨后，J.N.Laneman提出了以空時編碼為基礎(chǔ)的合作分集，其理論上可以實現(xiàn)全空間分集增益，分集系數(shù)等于網(wǎng)絡中合作節(jié)點的個數(shù)，同時獲得比基于重復碼的合作分集更高的頻譜效率。在AF和DF協(xié)議中，具體的分

3、布式空時合作系統(tǒng)隨后被提了出來。P.Anghel給出了基于Alamouti編碼的單中繼和雙中繼分布式空時合作系統(tǒng)，在雙中繼分布式空時合作系統(tǒng)中，合作伙伴始終是由兩個中繼節(jié)點“扮演”的，但是源節(jié)點同樣也可以參與到與中繼節(jié)點的合作中來，因此該雙中繼分布式合作系統(tǒng)并非一定是最優(yōu)的?，F(xiàn)在，越來越多的人將目光轉(zhuǎn)向大型網(wǎng)絡中去，通過對大型網(wǎng)絡容量上限的計算，尋求合適的中繼信號處理方法使得利用該方法的網(wǎng)絡容量在多中繼情況下趨近于理論的上限，同時實現(xiàn)目

4、的節(jié)點各天線的獨立解碼。 本論文通過對現(xiàn)有中繼協(xié)議和傳統(tǒng)單中繼和雙中繼分布式空時合作系統(tǒng)的研究，提出了在AF和DF協(xié)議中帶有反饋信息的雙中繼分布式空時合作系統(tǒng)；該系統(tǒng)可以大大的改善BER性能并提高分集增益。鑒于LDPC-STBC在傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中體現(xiàn)的優(yōu)越性，我們將LDPC-STBC擴展到分布式MIMO系統(tǒng)中，并提出了基于LDPC的帶有單個或雙個非再生中繼的分布式空時合作系統(tǒng)。最后，我們對大型網(wǎng)絡中現(xiàn)有的兩種中繼信號處理方法進

5、行了分析比較，提出了基于臟紙上寫字編碼的中繼信號處理方法，并給出了其具體實現(xiàn)方案。 在本論文的研究工作中，中繼節(jié)點都只起到輔助網(wǎng)絡中主要用戶通信的作用，而本身并沒有通信的要求；實際上，合作通信中繼方式中整個系統(tǒng)的資源是固定的，網(wǎng)絡中的各用戶既可以作為信源端，同時又輔助其他用戶發(fā)送信息。在以后的合作通信研究中，將中繼節(jié)點自身的通信考慮進去將會是非常值得期待的，同時分布式信源編碼和分布式聯(lián)合信道信源編碼對系統(tǒng)性能的提升也可能會有很大