無線中繼網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作方案與傳輸技術(shù)研究.pdf

1、理論和實(shí)驗(yàn)證明，無線中繼技術(shù)可以提高無線鏈路的吞吐率及傳輸可靠性，并且可以增加系統(tǒng)的覆蓋范圍和系統(tǒng)的魯棒性，近年來受到越來越多的關(guān)注并已成為3GPP LTE-Advanced無線通信標(biāo)準(zhǔn)的重要候選技術(shù)之一。MIMO中繼技術(shù)結(jié)合了多天線系統(tǒng)和中繼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步提高了中繼系統(tǒng)的頻譜效率。本文主要對(duì)MIMO中繼網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作方案和傳輸技術(shù)進(jìn)行了研究。主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 1.針對(duì)存在多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的多用戶MIMO中繼網(wǎng)絡(luò)，研究

2、了基于交織多址接入的多中繼異步協(xié)作傳輸方案，并給出目的節(jié)點(diǎn)接收端的迭代檢測(cè)算法。該方案結(jié)合了IDMA和延遲分集技術(shù)，系統(tǒng)為每個(gè)源節(jié)點(diǎn)分配不同的交織器，多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)階段采用延遲分集，使接收端可以通過迭代檢測(cè)分離出經(jīng)過不同中繼轉(zhuǎn)發(fā)的同一信號(hào)并進(jìn)行最大比合并，獲得相應(yīng)的分集增益。本方案的優(yōu)點(diǎn)在于不要求多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)同步傳輸，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中源節(jié)點(diǎn)的數(shù)目和中繼節(jié)點(diǎn)的數(shù)目沒有限制，而且中繼節(jié)點(diǎn)不需要獲得任何信道狀態(tài)信息。
　　 2.研究了兩跳

3、非再生MIMO中繼網(wǎng)絡(luò)中的線性收發(fā)機(jī)聯(lián)合設(shè)計(jì)問題。首先，假設(shè)所有信道狀態(tài)信息是理想的，利用最小均方誤差準(zhǔn)則對(duì)源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的信號(hào)處理矩陣進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，并提出一種迭代算法用來計(jì)算這三個(gè)矩陣。其次，假設(shè)信道估計(jì)存在誤差，將這種迭代算法推廣到非理想信道狀態(tài)信息的情況下。為了降低迭代算法的計(jì)算復(fù)雜度，我們還提出了一種分塊優(yōu)化的方法來設(shè)計(jì)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送矩陣、中繼處理矩陣和目的節(jié)點(diǎn)接收矩陣。和迭代算法相比，這種分塊優(yōu)化的方法可以大大降低復(fù)雜

4、度而只付出較小的性能增益損失，因此更具有實(shí)用性。
　　 3.針對(duì)多用戶MIMO中繼系統(tǒng)的下行信道，借助中繼的轉(zhuǎn)發(fā)，基站和多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行通信，研究了魯棒的中繼預(yù)編碼。假設(shè)每個(gè)用戶和中繼之間存在有限反饋鏈路，用戶通過此鏈路將各自的信道方向信息反饋給中繼，用于中繼的預(yù)編碼操作?？紤]到由于反饋比特?cái)?shù)有限，在碼字映射過程中會(huì)產(chǎn)生誤差。為了對(duì)誤差進(jìn)行一定的預(yù)補(bǔ)償，我們提出了魯棒的迫零預(yù)編碼方案和魯棒的最小均方誤差預(yù)編碼方案并分析了在這兩種