MIMO MRC合作無線通信系統(tǒng)性能研究.pdf

1、多輸入多輸出(MIMO)最大比合并(MRC)技術(shù)是衰落信道上性能最優(yōu)的天線分集技術(shù)，能夠有效克服多徑衰落對無線通信系統(tǒng)性能的不利影響。在合作通信系統(tǒng)中應用MIMOMRC技術(shù)，能夠進一步提高無線通信系統(tǒng)的抗多徑衰落能力和覆蓋范圍。在實際應用中，由于信道衰落和噪聲干擾等因素的影響，無線通信系統(tǒng)的收發(fā)兩端都很難獲得理想信道狀態(tài)信息(CSI)。此外，在蜂窩無線通信系統(tǒng)中，接收信號還會受到由頻率復用引起的共道干擾(CCI)的影響。不同于放大前傳(

2、AF)中繼協(xié)議，解碼前傳(DF)中繼協(xié)議以數(shù)字化的方式對信號進行處理，無需昂貴的射頻(RF)收發(fā)信機。在多用戶環(huán)境下，中繼選擇技術(shù)能夠有效提高合作無線通信系統(tǒng)的傳輸可靠性，同時也可以降低系統(tǒng)的實現(xiàn)復雜度。因此，本文研究理想/非理想CSI和/或CCI下平坦瑞利衰落信道上MIMO MRC天線分集系統(tǒng)、MIMO MRC單中繼合作通信系統(tǒng)和MIMO MRC中繼選擇合作通信系統(tǒng)的中斷概率性能和誤碼性能。
　　第一章闡述MIMO MRC天線分

3、集技術(shù)和合作無線通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀。
　　第二章研究MIMO MRC系統(tǒng)的誤碼性能，推導理想CSI下M進制正交/雙正交信號調(diào)制、非理想CSI下M進制差分相移鍵控(MDPSK)、二進制等概相關信號和π/4-差分正交相移鍵控(DQPSK)調(diào)制以及非理想CSI、CCI下矩形M進制正交幅度調(diào)制(MQAM)的平均誤符號率(SER)(或誤比特率(BER))性能的精確表達式或/和近似閉合表達式。數(shù)值計算和仿真結(jié)果表明：推得的近似閉合表達式具有很

4、高的可靠性；當信道存在估計誤差時，MIMO MRC系統(tǒng)的平均誤碼性能會惡化；當收發(fā)天線數(shù)之和固定時，收發(fā)天線均分的MIMO MRC系統(tǒng)的平均誤碼性能要優(yōu)于收發(fā)天線不均勻分配的系統(tǒng)，但該系統(tǒng)對信道估計誤差更為敏感；當收發(fā)天線數(shù)之積固定時，收發(fā)天線數(shù)之和較大的MIMO MRC系統(tǒng)的平均誤碼性能要優(yōu)于收發(fā)天線數(shù)之和較小的系統(tǒng)。
　　第三章推導非理想CSI下采用MPSK、MDPSK、等概相關二進制信號、π/4-DQPSK和矩形MQAM調(diào)制

5、的MIMO MRC單中繼合作通信系統(tǒng)的平均SER性能的精確閉合表達式。理論分析和計算機仿真結(jié)果表明：數(shù)值計算和計算機仿真結(jié)果相吻合；MIMO MRC單中繼合作通信系統(tǒng)的平均SER性能要優(yōu)于無中繼MIMO MRC系統(tǒng)。
　　第四章推導MIMO MRC單中繼雙跳系統(tǒng)和MIMO MRC中繼選擇合作通信系統(tǒng)的中斷概率和采用MPSK、MDPSK、等概相關二進制信號、π/4-DQPSK和矩形MQAM調(diào)制時平均SER性能的精確閉合表達式。計算機