学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无线中继网络中的协作方案与传输技术研究

作　者: 张彬
导　师: 吴伟陵
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 多输入多输出协作中继交织多址接入联合设计有限反馈预编码
分类号: TN925
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
下　载: 329次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

理论和实验证明,无线中继技术可以提高无线链路的吞吐率及传输可靠性,并且可以增加系统的覆盖范围和系统的鲁棒性,近年来受到越来越多的关注并已成为3GPP LTE-Advanced无线通信标准的重要候选技术之一。MIMO中继技术结合了多天线系统和中继技术的优点,进一步提高了中继系统的频谱效率。本文主要对MIMO中继网络中的协作方案和传输技术进行了研究。主要包括以下几个方面：1.针对存在多个中继节点的多用户MIMO中继网络,研究了基于交织多址接入的多中继异步协作传输方案,并给出目的节点接收端的迭代检测算法。该方案结合了IDMA和延迟分集技术,系统为每个源节点分配不同的交织器,多个中继节点在转发阶段采用延迟分集,使接收端可以通过迭代检测分离出经过不同中继转发的同一信号并进行最大比合并,获得相应的分集增益。本方案的优点在于不要求多个中继节点同步传输,对网络中源节点的数目和中继节点的数目没有限制,而且中继节点不需要获得任何信道状态信息。2.研究了两跳非再生MIMO中继网络中的线性收发机联合设计问题。首先,假设所有信道状态信息是理想的,利用最小均方误差准则对源节点、中继节点和目的节点的信号处理矩阵进行联合设计,并提出一种迭代算法用来计算这三个矩阵。其次,假设信道估计存在误差,将这种迭代算法推广到非理想信道状态信息的情况下。为了降低迭代算法的计算复杂度,我们还提出了一种分块优化的方法来设计源节点发送矩阵、中继处理矩阵和目的节点接收矩阵。和迭代算法相比,这种分块优化的方法可以大大降低复杂度而只付出较小的性能增益损失,因此更具有实用性。3.针对多用户MIMO中继系统的下行信道,借助中继的转发,基站和多个用户同时进行通信,研究了鲁棒的中继预编码。假设每个用户和中继之间存在有限反馈链路,用户通过此链路将各自的信道方向信息反馈给中继,用于中继的预编码操作。考虑到由于反馈比特数有限,在码字映射过程中会产生误差。为了对误差进行一定的预补偿,我们提出了鲁棒的迫零预编码方案和鲁棒的最小均方误差预编码方案并分析了在这两种方案中用户接收端的信干噪比特性。与传统的线性预编码相比,文中提出的鲁棒预编码能够降低系统的平均误码率。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-28
  1.1 引言  12-16
  1.2 国内外研究现状  16-21
    1.2.1 协作策略的研究  16-17
    1.2.2 多中继协作传输  17-18
    1.2.3 中继选择策略  18-20
    1.2.4 协作中继通信中的性能分析  20
    1.2.5 多天线协作通信  20-21
    1.2.6 协作中继系统中的资源分配  21
  1.3 论文的主要贡献和内容安排  21-23
  参考文献  23-28
第二章协作中继系统原理与MIMO预编码  28-46
  2.1 无线衰落信道  28-32
    2.1.1 多径时延扩展产生的衰落  29
    2.1.2 多普勒扩展产生的衰落  29-30
    2.1.3 常见的衰落信道模型  30-32
  2.2 协作通信基本原理  32-36
    2.2.1 中继协议介绍  32-34
    2.2.2 协作中继网络模型  34-36
  2.3 多天线系统预编码  36-42
    2.3.1 MIMO系统概述  36-39
    2.3.2 预编码技术简介  39-41
    2.3.3 有限反馈系统  41-42
  2.4 本章小结  42
  参考文献  42-46
第三章基于IDMA的MIMO中继传输方案  46-64
  3.1 多中继传输方案概述  46-47
  3.2 IDMA系统结构及基本原理  47-52
    3.2.1 IDMA的发送结构  47-48
    3.2.2 IDMA的迭代接收结构  48-52
  3.3 基于IDMA的中继传输  52-59
    3.3.1 系统模型  53-56
    3.3.2 迭代检测算法  56-59
  3.4 仿真结果  59-60
  3.5 本章小结  60
  参考文献  60-64
第四章多天线中继系统中的多节点联合优化  64-82
  4.1 三节点联合优化方案  64-75
    4.1.1 系统模型  65
    4.1.2 理想信道状态信息下的联合设计  65-70
    4.1.3 存在信道估计误差时的联合设计  70-73
    4.1.4 分块优化设计方案  73-75
  4.2 仿真结果与分析  75-80
  4.3 本章小结  80-81
  参考文献  81-82
第五章多用户MIMO中继系统中基于有限反馈的中继预编码设计  82-100
  5.1 前言  82-83
  5.2 基于有限反馈的鲁棒预编码设计  83-91
    5.2.1 信道模型  83-87
    5.2.2 迫零预编码设计  87-90
    5.2.3 最小均方误差预编码设计  90-91
  5.3 SINR性能分析  91-94
  5.4 仿真结果与分析  94-95
  5.5 本章小结  95-98
  参考文献  98-100
第六章总结与展望  100-104
  6.1 论文主要工作总结  100-101
  6.2 未来工作展望  101-104
附录A 缩略语表  104-106
附录B 数学公式说明  106-108
  B.1 一阶KKT条件  106-107
  B.2 矩阵求逆引理  107-108
致谢  108-110
攻读学位期间发表的学术论文目录  110

无线中继网络中的协作方案与传输技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文