时频协同多天线传输技术

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1、硕士学位论文时频协同多天线传输技术TIME-FREQUENCYCOOPERATIVEMULTI-ANTENNATRANSMISSIONTECHNOLOGY马聪哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TN911.7学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开硕士学位论文时频协同多天线传输技术硕士研究生：马聪导师：沙学军教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TN911.7U.D.C：621.3DissertationfortheMaster’sDegr

2、eeinEngineeringTIME-FREQUENCYCOOPERATIVEMULTI-ANTENNATRANSMISSIONTECHNOLOGYCandidate：MaCongSupervisor：Prof.ShaXuejunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringElectronicsandCommunicationSpeciality：EngineeringSchoolofElectronicsandAffiliation：InformationEngineeringDateofDefence：July,2015Degr

3、ee-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着科技的进步，移动通信的信道环境变得越来越复杂，在许多新的通信场景下，信道所呈现出的衰落特性已经不止是单一的时域选择性衰落或频域选择性衰落，而是一种时域与频域同时衰落的时频双选特性。传统的时域信号在频域选择性衰落信道下有较好的表现，但在时域选择性衰落信道下表现欠佳，而传统的频域信号尽管在时域衰落信道下表现良好，但在频域衰落信道下表现不佳。因而，在时频双选的信道下，传统的时域信号和频域信号都难以获得很好的误码性能。为解决这一问题，本文选择了采用时频协同信号的形式，充

4、分利用时域信号抗多普勒频移、频域信号抗多径的特性，共同对抗由多普勒频移和多径时延扩展所引起的时域和频域选择性衰落。研究表明，基于加权分数傅里叶变换的时频协同处理方式在时频双选信道的条件下具有较为良好的性能。为了进一步提升系统的容量，我们还可以对空域资源加以利用，而多天线技术恰恰是目前利用空域资源的最佳手段。但如果只是简单的将时频协同信号至于多天线系统之中，显然存在许多问题，同时也无法充分发挥系统的潜能。因而本文针对时频协同信号的多天线传输技术进行了研究。在分析了时频协同信号约束与补偿特性的基础上，给出了时频协同信号的完整形式与多天线的结合方式，仿真结果表明，在时频双选信道下，其

5、性能优于传统的时域信号多天线系统和频域信号多天线系统。通过对加权形式的时频协同信号的进一步分析发现，不同分量对于多天线系统中的不同子信道具有不同的适应能力，如果能将每个分量映射到与其相适应的子信道上势必能够获得优于完整形式信号的性能。对此，本文给出了一个两基站联合为一个移动用户服务的具体场景，并将其抽象成为一条子信道呈现时域选择性衰落，另一条子信道呈现频域选择性衰落的系统模型。仿真结果表明，在这种场景下，采用时频协同信号分量形式与多天线结合将会获得优于完整信号形式的性能。在此基础上，考虑到变换阶数的选择对于时频协同信号多天线系统的误码性能影响很大，本文给出了一种针对多天线子信道

6、的具体情况选择变换阶数的方法，仿真结果表明，采用这一方法选择变换阶数后，能够使时频协同多天线传输系统的性能得到进一步优化。关键词：时频协同；多天线；分量传输；变换阶数选择；-I-AbstractAbstractWiththeadvancementoftechnology,mobilecommunicationchannelenvironmentisbecomingincreasinglycomplex.Inmanynewcommunicationscenario,channelfadingcharacteristicsalreadyexhibitedbymorethanasin

7、gletimedomainselectivefadingorafrequencydomainselectivefading,butatimeandfrequencydomainssimultaneouslyfadingfeature.Thetraditionaltime-domainsignalsinthefrequencydomainselectivechannelshavebetterperformance,butthepoorperformanceunderthetimedomains