無線協(xié)同通信系統(tǒng)中的檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)技術(shù)可以在不增加頻譜資源和發(fā)射功率的前提下極大提高無線通信系統(tǒng)的分集增益和頻譜利用率，但MIMO技術(shù)帶來巨大優(yōu)勢(shì)同時(shí)也產(chǎn)生了極大的接收機(jī)處理復(fù)雜度，尋求低復(fù)雜度高性能的檢測(cè)算法一直是無線通信技術(shù)研究的熱點(diǎn)問題。
　　 由于能量、價(jià)格和尺寸等因素的限制，很難在移動(dòng)終端配置多根天線，協(xié)同通信(Cooperative Communications)的提出解決了這

2、一問題，它通過單天線終端在多用戶或多中繼環(huán)境下共享自身天線從而構(gòu)成虛擬MIMO系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的分集增益和頻譜利用率，同時(shí)提高了蜂窩小區(qū)邊緣用戶的性能和基站覆蓋面積。
　　 獨(dú)立成分分析(Independent Component Analysis，ICA)是近年來出現(xiàn)的一種強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)分析工具，該算法可以在不知道源信號(hào)的分布和混合模型的情況下，通過分析和處理已知源信號(hào)的混合信號(hào)來提取或恢復(fù)獨(dú)立的源信號(hào)，其在無線通信盲信號(hào)分離領(lǐng)域

3、的應(yīng)用已經(jīng)開始引起人們的重視。
　　 作為L(zhǎng)TE(Long Term Evolution)上行鏈路的多址接入方案——單載波頻分多址(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，SC-FDMA)是近年來提出的一種既具備單載波系統(tǒng)功率峰均比，又具備多載波通信實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單和資源調(diào)度靈活特性的新型頻分多址通信系統(tǒng)。因此基于SC-FDMA系統(tǒng)，設(shè)計(jì)合理的多用戶協(xié)同傳輸方案是一個(gè)值得考慮到

4、問題。
　　 本文從通信系統(tǒng)中的檢測(cè)問題角度，先研究了低復(fù)雜度MIMO檢測(cè)技術(shù)，提出了兩種具有低復(fù)雜度均衡性質(zhì)的協(xié)同SC-FDMA傳輸方案，最后提出協(xié)同通信系統(tǒng)中基于ICA的盲源信號(hào)分離算法。
　　 第一章介紹了本文工作的研究背景和現(xiàn)狀，指出了本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排。
　　 第二章研究了三種低復(fù)雜度MIMO檢測(cè)算法：球形譯碼(Sphere Decoding，SD)、Chase檢測(cè)和QRD-M檢測(cè)算法，同時(shí)基于垂

5、直分層空時(shí)編碼(Vertical-BellLaboratories-Layered-Space-Time，V-BLAST)系統(tǒng)，提出了一種衡量QRD-M檢測(cè)算法運(yùn)算復(fù)雜度的簡(jiǎn)單的方法，分析了各種算法的運(yùn)算復(fù)雜度，并通過計(jì)算機(jī)仿真討論各種算法的性能，同時(shí)做縱向?qū)Ρ取?br>　　 第三章提出了具有低復(fù)雜度均衡性質(zhì)的協(xié)同SC-FDMA傳輸方案。首先闡述了協(xié)同通信和SC-FDMA的相關(guān)概念；接著引申出了一種兩用戶協(xié)同單載波頻域均衡(Singl

6、e-carrier Frequency-domain Equalization，SC-FDE)傳輸方案；然后針對(duì)集中式映射(Localized Frequency Division Multiple Access，LFDMA)和分布式映射(Distributed Frequency Division Multiple Access，DFDMA)方式的SC-FDMA系統(tǒng)分別提出了一種具有低復(fù)雜度均衡性質(zhì)的兩用戶協(xié)同傳輸方案；最后通過計(jì)算機(jī)

7、仿真分析和研究了各協(xié)同傳輸方案的特點(diǎn)和誤碼率性能。
　　 第四章首次提出了將ICA算法應(yīng)用到協(xié)同通信系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)協(xié)同通信系統(tǒng)盲源信號(hào)分離。首先介紹了四種ICA算法：矩陣聯(lián)合對(duì)角化算法(Joint AppmximateDiaginalization of Eigenmatrixes，JADE)、自適應(yīng)分離算法(Equivariant AdaptiveSeparation via Independence，EASI)、中值EASI(