协同分集及其在MIMO-OFDM系统中的应用

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1、南京邮电大学硕士学位论文协同分集及其在MIMO-OFDM系统中的应用姓名：沈静申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：曹雪虹20100401南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要摘要在MIMO-OFDM系统，比如两发一收的空时格码一正交频分复用(Space—Timetrelliscode-OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，STBC—OFDM)系统，空频块码一正交频分复用(Space—timeBlockCode—OrthogonalFrequencyDivisionMultipl

2、exing，SFBC-OFDM)系统中加入协同分集，能有效地提高系统的空间分集增益，从而提高系统的性能。前人对协同通信的研究的侧重点各有不同，虽然使系统在多方面的性能得到了改善，但是存在使用单一分集策略无法比较系统性能提升程度，多中继系统中的功率分配性能欠优等问题。本文对此进行了研究。本文首先研究在MIMO-OFDM系统中加入协同分集的协同MIMO--OFDM系统，分别实现了加入一根中继天线的协同STBC-OFDM系统和协同SFBC-OFDM系统，对虚拟MIMO中的协同分集策略：放大前传，译码前传，编码协同等所涵盖的各种基本方

3、法进行仿真实现，研究这几种协同策略下目的节点最佳接收机的结构，并给出在这几种协同策略下MIMO系统差错率性能的比较。然后针对基于译码前传的多中继合作分集模式的功率分配问题，先分析了分布式空时编码的协同分集方式的功率分配及最优选择中继协同分集方式的平均分配功率，然后为进一步优化分配功率方式，提高系统性能，本文对最优选择中继的协同分集方式提出一种改进的功率分配方法，该算法通过在任何时候最大化系统的瞬时容量来最小化系统的中断概率，给出了如何在源节点和所选中继节点之间进行功率分配。仿真结果表明，本文提出的算法性能优于其他两种的分配功率

4、时系统的性能。在基于以上研究结果的基础上对基于译码前传策略的协同MIMO-OFDM的最优功率分配问题提出了一种迭代的功率次优化算法。这种算法将单个子载波上源节点与中继节点之间的功率分配问题，以及各个子载波之间的功率优化问题分开，从而将一个难解的优化问题转化为2个相互关联的简单优化问题，并通过逐次迭代逼近最优解。关键词：MIMO-OFDM系统，协同通信，协同MIMO—OFDM系统，功率分配AbstractCooperativediversityisappliedinMIMO—OFDMsystems(suchastwotransm

5、issionantennaandonerecc：lgtionantennaSTBC-OFDMsystemandSFBC-OFDMsystems)inwhichmobileterminalhasonlyoneantenna，andeffectivelyprovidespatialdiversityandimprovesystemperformance．Predecessorsofthestudyfocusedoncollaborativecommunicationaredifferent,althoughinmanywaysth

6、eperformanceofthesystemhasbeenimproved，buttherearesomequestionswhichexistsuchasasinglesub—assemblystrategyCannotcomparethedegreeofsystemperformance，multi-relaysysteminthepowerdistributionduetosuperiorperformance．Itisstudiedinthispaper．Thispaperfirstlyintroducesthepr

7、incipleandcharacteristicofcooperativediversity,thenintroducestheprincipleofMIMO，OFDMandMIMO—OFDMsystems，andpresentsthecentercontentionofthispaper，whichiscooperativeMIMO—OFDMsystemwhichisfromapplicationcooperativediversityinMIMO—OFDMsystem．Then，theproblemofoptimumpow

8、erallocationfordecode-and-forwardcooperationprotocolisdiscussed，theresultshowsthattheperformanceofusingoptimumpowerallocationisbetterthant