协同分集技术及其在无线通信中的应用

《协同分集技术及其在无线通信中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、协同分集技术及其在无线通信中的应用华南理工大学张明光，’东南大学王东明摘典:协同分集是无线网络中的一种新型的分集技术，它能够提高吞吐量、减小发送功率和对抗衰落。由于其分布式的特点，这种新型的分集方式可以使得网络相当简单，并可以使单天线系统获得多夭线的优点。因此受到广泛的关注。本文的主要目的是回顾并分析不同的协同分集的实现方法。对其在无线通信中使用的可能性进行分析，并指出目前存在的问题和面临的技术挑战关.侧:协同分集;编码协同;空间分集CooperativeDiversityandItsApplicationinWirelessCommunicationAbstra

2、ct:Inwirelessnetworks,cooperativediversityisanattractivenewwaytoincreasethroughput,reduceenergyrequirementsandprovideresistancetochannelfadingefects.Duetoitsdistributednature,thisnewformofdiversityallowsanetworkofrelativelysimple,single-antennadevicestoachievemanyofthecelebratedadvant

3、agesofphysicalantennaarrays.Ourprimarygoalistoreviewandanalyzevariousapproachestocooperativediversity.ThepossibilityofemployingtheschemesisalsoanalyzedandtheproblemsandthechallengesarealsodiscussedKeywords:Cooperativediversity,codedcooperation,spacediversity1、引言下一代无线通信(3G和超3G)将与第一代和第二

4、代有很大的不同。为了满足多速率多媒体通信的要求，下一代蜂窝系统必须采用更先进的算法和技术，不仅要增加数据速率，还需要使系统确保不同媒体所要求的服务质量(QOS)。为了满足这一目标，当前研究的技术包括高级信号处理技术、针对无线环境的编码调制和检测技术以及使用各种分集技术。在这些技术中，分集是非常重要的，这是由无线环境的本质所决定的。在无线环境中，当传输信号经过多个路径到达接收端，就产生了多径衰落，而分集是对抗衰落的有效的技术。时间分集、频率分集和空间分集被广泛应用于蜂窝移动通信系纫气近几年来，空间分集称为研究热点。把信号从物理位置分离较远的发送天线上发送，或在物理位

5、置相隔较远的接收天线上接收，那么经历的衰落是独立的，从而可以获得空间分集。常用的空间分集技术有多发送和多接收天线技术，如空时编码。采用多天线的空间分集不仅可以对抗衰落，还可以增加信道容量，因此被很多无线通信协议所采纳，如3G,IEEE802.11和IEEE802.16等标准。但是，在无线通信的上行链路中，特别是蜂窝移动通信的上行连路中，由于受到移动台大小的限制，采用多天线是不现实的。为了使单天线的移动终端仍然能获得空间分集，最近，研究学者提出了协同分集的概念tz.;。这种分集增益可以通过一个小区内用户的协同来获得。也就是说，在每个小区内，每个用户都有一个伙伴。两个

6、具有伙伴关系的用户除了传输自己的信息外，都有责任传输另一同伴的信息。这样.通过使用同伴的天线来获得空间分集。这种新颖的分集技术一提出就受到广泛的关注p。它不仅在蜂窝移动通信中有很大的应用前景，还很有希望应用于无线ad-ho。网络和无线传感器网络(WSN)中。本文的主要目的是回顾并分析不同的协同分集的实现方法。总结已有的协同分集的策略，对其在无线通信中使用的可能性进行分析，并指出目前存在的问题和面临的技术挑战。380捞术斑羌'2、协同分集的系统模型j洲jj!i，’图1:两个发送两个接收的协同模型为了增加描述的一般性，我们考虑图1所示的无线网络。终端TI和T2分别向T

7、3和T4发送信息。这个例子可以表示无线网络中的两个终端，传输他们的信息到两个目的地。例如，在蜂窝网络中，T1和T2是移动终端，T3和T4为同一个设备，表示基站。另一个例子是，在无线局域网中，当T3和T4不是同一设备时，终端之间以ad-hoe的模式工作，而当T3和T4为同一设备时。它是接人点(AccessPoint).在无线通信中，之所以能够支持协同分集，是因为无线介质的广播特性，从原理上讲，被发送的信号可以被任何其他终端所收到并进行处理。这样，除了独立地传输到各自的目的地，Tl和T2还可以互相监听各自的传输，从而联合传输它们的信息。这样协同通信就成为可能。一个极端

8、的情况就是