多符号差分空时编码协作技术的研究

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1、多符号差分空时编码协作技术的研究专业：通信工程专业学生：指导教师：摘要:为了克服多输入多输出（MIMO）技术在实际应用中所遇到的困难，本文提出将Alamouti空时编码技术与放大协作技术相结合的方案。并且将重点放在差分空时编码与AF协作通信相结合，搭建单跳单中继协作通信模型，对所提出的方案进行仿真验证，并分别与传统的空时编码技术和协作分集技术进行比较。关键词:多输入多输出技术；空时编码；协作技术；多符号差分检测。中图分类号：TN911ResearchonCooperationTechnologyfor

2、Multi-symbolDifferentialSpace-timecodeAbstract:Inordertoovercometheproblemswhichmultiple-inputmultiple-output(MIMO)technologyhasintheactualapplication,thispaperputtheemphasisonthecombinationofdifferentialspace-timecodeandAFcooperationcommunication.Inord

3、ertovalidatetheabovesystem,wedevelopsimulationsystemwhichisproposedforonehopsinglerelaycooperationcommunicationmodel,comparingwiththetraditionalspace-timecodetechnologyandcooperationdiversitytechnology,respectively.Keywords:MIMO;space-timecoding;Coopera

4、tionTechnology;MSDDClassification:TN911I1引言通常，MIMO技术[1]利用时域和空域联合编码，可获得分集增益和编码增益。首先，为避免信道估计带来的成本，可将差分调制引入MIMO技术，得到无需信道估计的差分空时编码。其次，在实际无线通信过程中，由于体积、重量等的限制，终端很难配置多根天线。所以协作分集技术应运而生，这种技术利用无线通信的广播特性，各协作节点共享彼此天线和其它资源，构成虚拟MIMO系统，获得更高分集增益。对于差分编码技术,一般采用差分检测进行信号的恢

5、复。然而传统单符号差分检测与相关检测存在3dB的性能差距。一般情况下，我们采用多符号最大似然检测（MSDD—ML）[2]缩短差距，但这种算法复杂度随着调制星座点数和天线数增加呈指数增加，所以我们提出多符号差分球形译码（MSDSD）[3-8]减小复杂度。仿真结果表明，MSDSD能很大程度上减小ML检测的复杂度，且接近ML检测的性能。差分空时编码协作技术能够极大程度上改善系统性能，在未来无线通信中将获得越来越重要的应用。2基于Alamouti空时编码协作通信的信道模型放大模型只需要对经过协作点的通信信息进

6、行单纯的放大处理，因此它对协作点的设备以及性能要求比较低，极易实现，所以在目前的通信系统中使用的范围比较广泛。本章就是采用放大转发的协作方式，将其与两发一收的空时编码方式结合，研究通信系统的性能。Alamouti空时分组发需要两根发射天线。而在经典的S-D-R(Source-Relay-Destination)模型下，源节点配置多根天线以实现空间分集是有可能的，（例如在蜂窝网的下行链路，基站有条件实现多根天线的配置）而在源节点与目的节点之间使用一个协作点以实现在信道条件差的时候对通信系统性能的改善。其

7、模型如图2.1所示：图2.1基于Alamouti空时编码单中继AF协作通信模型在该模型中，源节点具有双发射天线，中继节点和目的节点均为单天线节点，各节点之间的信道参数如上图所示，系统采用Alamouti空时分组编码方案，传输矩阵为：8………………………………………..(2.1)传输方案如下所示：表2.1基于Alamouti空时编码单中继AF协作通信传输方案节点时隙源节点S中继节点R目的节点DT1S1和S2ListionListionT2-S2*和S1*ListionListionT3_GRD*yR1G

8、RD*yR2T4_ListionListion源节点的两根发射天线——天线1和天线2按照式（2.1）发射矩阵发送信号：第一个时隙天线1发送在S1，天线2发送S2；第二个时隙天线1和天线2分别发送-S2*和S1*。此时，R和D都只保持接收状态。紧接着的两个时隙，S不再发送信号，中继节点接收信息完毕，对第一、第二时隙接收到的信号放大GRD倍后分别在第三、第四时隙进行转发，其中，………………………………….（2.2）其值主要由S与R之间的衰落系数以及噪声功率决