基于多天線技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)跨層自適應(yīng)傳輸方案研究.pdf

1、未來無線通信網(wǎng)絡(luò)不僅要具有更大的系統(tǒng)容量，還要支持高速率的無線通信傳輸業(yè)務(wù)，同時滿足不同業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality of Service)要求。然而，隨著人們對業(yè)務(wù)多樣性需求的不斷增長，無線頻譜資源日益匱乏，已經(jīng)成為遏制無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。因此，如何提高頻譜利用率成為了當前無線通信研究的熱點問題。基于多天線技術(shù)的跨層自適應(yīng)機制可以有效地解決這個問題。一方面，跨層自適應(yīng)機制允許網(wǎng)絡(luò)各層共享與其它層相關(guān)的信息，對無線網(wǎng)絡(luò)進行

2、整體設(shè)計，使得在無線信道具有明顯的資源受限和時變衰落的特性下，提高頻譜利用率，保證用戶的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。另一方面，多天線技術(shù)可以在不增加系統(tǒng)帶寬和天線發(fā)射功率的情況下，使頻譜利用率成倍增加并能夠保證可靠的傳輸。
　　 本論文圍繞頻譜利用率的提高、無線鏈路傳輸性能的改進，分別針對物理層MIMO自適應(yīng)方案和單用戶MIMO、多用戶MIMO跨層自適應(yīng)方案展開了深入地研究。本論文的研究成果可為下一代無線通信系統(tǒng)的標準化提供參考依據(jù)。具

3、體來說，論文的主要創(chuàng)新之處在于：
　　 1.針對物理層自適應(yīng)MIMO系統(tǒng)，提出了兩種改善系統(tǒng)性能的自適應(yīng)方案。第一，在深入研究空時編碼正交矩陣設(shè)計的基礎(chǔ)上，提出了基于格拉斯曼流形構(gòu)造的高率正交空時碼的自適應(yīng)方案，該方案對收發(fā)天線的數(shù)日沒有限制，而且譯碼簡單。第二，在DSTTD(Double Space-Time Transmit Diversity)系統(tǒng)中，利用信道反轉(zhuǎn)思想提出了一種次優(yōu)的非對稱調(diào)制自適應(yīng)功率分配算法，該算法對系

4、統(tǒng)的性能改善明顯。
　　 2.針對單用戶MIMO系統(tǒng)的相關(guān)信道環(huán)境，在數(shù)據(jù)鏈路層丟包率和時延兩個QoS約束下，利用跨層信息分析了AMC_OSTBC_T-ARQ系統(tǒng)中天線衰落相關(guān)性對頻譜利用率的影響，給出了相關(guān)Nakagami-m信道下AMC_OSTBC_T-ARQ系統(tǒng)的頻譜利用率、誤包率、中斷概率的閉合表達式；研究表明，相比Nakagami-2分布，相關(guān)性對Rayleigh分布下的跨層系統(tǒng)頻譜利用率影響更嚴重。
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5、.針對單用戶MIMO系統(tǒng)中多天線帶來的射頻成本的限制，提出了一種基于發(fā)送天線選擇結(jié)合正交空時碼(TAS/OSTBC)的單用戶跨層自適應(yīng)方案，推導出了任意發(fā)射天線數(shù)目的TAS/OSTBC接收信噪比的概率分布函數(shù)和跨層系統(tǒng)頻譜利用率的閉合表達式。
　　 4.針對多用戶MIMO系統(tǒng)中空間分集與多用戶分集的矛盾，提出了綜合考慮物理層信道狀態(tài)變化，聯(lián)合自適應(yīng)調(diào)制、TAS/OSTBC技術(shù)及多用戶分集技術(shù)，對用戶進行跨層自適應(yīng)調(diào)度。以目標BE