時變信道下多普勒分集技術研究.pdf

1、在無線通信系統(tǒng)中，通信雙方的相對運動會帶來多普勒擴展，并加強信道的時變性，特別是在高速移動環(huán)境下，多普勒擴展成為降低系統(tǒng)性能的主要因素。本論文深入研究了多普勒分集技術以有效克服甚至利用多普勒擴展的影響。
　　本文首先研究了發(fā)送端多普勒分集技術。論文分析了時變信道下比特交織編碼的分集作用。發(fā)送端多普勒分集的本質(zhì)是通過對單路發(fā)射信號加以不同的相移，并用多天線分別發(fā)送，從而通過增大等效信道的多普勒擴展以令等效信道的時變性增強。理論分析和

2、數(shù)字仿真結果證明，類似交織編碼分集作用的結論，發(fā)端多普勒分集技術隨著人為引入的多普勒擴展程度的增加，系統(tǒng)性能得到改善，但在多普勒擴展過于強烈后，系統(tǒng)性能反而變差，論文通過分析和仿真得到了令系統(tǒng)性能最優(yōu)的多普勒擴展大小。同時，論文研究對比了兩種典型的發(fā)端多普勒分集方法：基于符號內(nèi)連續(xù)相移或固定相移的分集方法，理論分析和數(shù)字仿真結果證明，基于符號內(nèi)固定相移的多普勒分集技術因為在增大信道時變性的同時并未引入額外的干擾影響，所以性能要優(yōu)于基于符

3、號內(nèi)連續(xù)相移的多普勒分集技術。
　　其次，論文研究了接收端多普勒分集技術，其通過對接收的時域信號進行不同的頻移得到多路分支信號，并利用修正的最大比合并(Maximum Ratio Combining，MRC)獲取最大的分集增益。本文理論推導驗證了合并前各支路信號功率和干擾功率的表達式，并得到修正的最大比合并后，系統(tǒng)信干比理論表達式，該信干比受限于各支路的頻偏和加權系數(shù)。首先在假定加權系數(shù)已確定的前提下，基于系統(tǒng)信干比最大化的目標，

4、得到優(yōu)化的各支路頻偏取值；其次，在各支路頻偏確定的前提下，以合并后信干比最大化為目標，得到優(yōu)化的各支路加權系數(shù)。理論分析和數(shù)字仿真證明，論文分析正確，采用優(yōu)化的系統(tǒng)設計可以獲取系統(tǒng)性能的提升。
　　最后，論文研究了收發(fā)聯(lián)合的多普勒分集技術?；鶖U展模型(Basis-Expansion Model，BEM)更適合快時變信道的描述，本文研究了基于BEM的信道估計技術。理論證明了系統(tǒng)能獲取的最大分集階是由信道系數(shù)相關矩陣的秩決定，當預編碼

5、后等效信道矩陣滿秩時，系統(tǒng)可以獲得最大分集階增益。對于時間選擇性信道，多普勒擴展決定了最大可獲得的多普勒分集階數(shù)，本文驗證了采用范德蒙德預編碼以保證等效信道矩陣滿秩可以使系統(tǒng)獲得滿分集；對于雙選信道，通過理論分析驗證了多普勒擴展和多徑數(shù)共同決定了最大可獲得的聯(lián)合多徑多普勒分集階數(shù)，數(shù)字仿真表明系統(tǒng)能有效地取得分集效果。
　　本文深入研究了發(fā)送端、接收端和收發(fā)聯(lián)合的多普勒分集技術。研究證明三種方法能有效的減弱多普勒擴展造成的不利影響