分集复用和天线选择技术在多天线系统中的折衷性能研究

“电子科技大学” 2008

杨海芬

【摘要】: 多天线（MIMO）无线通信技术是一种在发送端和接收端分别使用多天线系统的通信技术，为提高通信系统的容量或可靠性提供了重要的解决方案. 无线通信系统. 多天线系统可以用作空间复用系统以提高系统的带宽效率，并且还可以用作分集系统以提高系统的性能. 如何在分集和复用之间实现良好的折衷是时空编码必须解决的问题. 另外，如何基于分集或复用增益来综合评估两种类型的时空方案系统也是一个值得研究的问题. 无论哪种方法用于多天线，与单进单出系统相比，多天线系统的复杂性和成本更高. 因此，在保持多天线系统性能的前提下，如何降低系统的复杂度和成本是一个重要的研究课题. 目前，除了有效的编码方法外，天线选择（AS）方法也引起了研究人员的广泛关注. 天线选择技术是在发送端和接收端安装比射频链路更多的天线元件，并从所有可用天线中选择最佳天线子集，以根据某些标准发送和接收信号. 针对多天线系统面临的上述问题，在对多天线技术的研究基础上，对多天线系统的分集性能和天线选择技术进行了深入研究，并取得了以下成果. 研究结果: 1）提出了一种并行级联的空时格码（PC-STTC）方案，该方案可以在时空格码的复杂度和性能之间取得折中. 仿真可以验证其性能并执行退出图. 分析;提出并验证了空时Turbo网格码（ST-Turbo-TCM）天线选择系统；基于OOC交织器的时空传输方案，给出了其迭代结构，并验证了其性能.

2）分析线性扩散码（LDC）方案的分集复用的权衡性能. LDC编码结构的非唯一性使其能够在确保容量增益的同时获得良好的分集增益. 为了进一步研究和揭示LDC在多天线信道中的性能，本文着重分析慢速和快速衰落信道中的LDC分集复用增益性能. 分析结果表明，对于任何空间复用增益，慢衰落信道下的LDC方案都可以在严格意义上获得最优分集增益，即可以获得最优分集复用增益的折衷性能. 在快速衰落信道中，LDC可以同时获得空间和时间分集增益. 3）分析了严重衰落信道环境下分集复用的折衷性能函数. 分集复用增益折衷功能可以全面评估多天线系统的性能多天线分集接收技术，但是大多数研究结果都是基于瑞利衰落信道. 本文基于严重衰落复杂多元t-分布（CMT）信道模型，推导了分集复用折衷性能函数. 结果表明，信道的最大特征值与信道模型的自由度（CMDF）即衰落度和分集重用性能密切相关. 如果信道模型的自由度趋于无穷大，则严重衰落信道的折衷函数和瑞利衰落信道的折衷函数趋于一致. 4）在天线选择研究的基础上，提出了一种新的天线选择算法. 天线选择算法在天线选择系统中起着重要作用. 它的目标是找到比相同阵列的通道阵列更好的通道容量或错误性能的通道矩阵.

本文提出了一种基于优化信道容量的天线选择算法. 该算法使用调整后的Tanimoto系数来表征通道矩阵的行（列）矢量的相关性. 基于所计算的相关性，该算法选择具有最小相关性和最大矢量范数的天线子集. 与最优性能选择算法相比，该算法在保证性能的前提下具有非常低的复杂度. 与随机选择算法相比，该算法可以提高系统容量和平均信噪比（SNR）. 5）研究了非理想信道估计条件下天线选择系统的性能. 天线选择系统的性能分析对理解和设计天线选择系统具有重要意义. 但是，大多数研究结果都假设可以在发送端或接收端准确获得信道参数. 本文给出了非理想信道估计下天线选择系统的性能. 使用两种不同的方法可以获得符号错误率（SER）性能. 仿真结果表明，无论理想还是错误通道信息，本文的理论结果都接近于实际系统性能. 数值分析结果表明，与增加可用天线数量相比，提高低SNR区域中信道估计的准确性可以改善系统的SER性能. 基于以上理论研究，提出了一种优化的功率分配方案. 仿真结果表明，与平均功率分配方案相比，优化的功率分配方案具有近3 dB的性能增益，与理想信道信息相比仅具有1 dB的性能损失. ，这表明在天线选择系统中采用适当的功率分配方案可以很好地改善系统性能.

[学位授予单位]: 电子科技大学

[学位]: 博士

[学位奖]: 2008

[分类号]: TN919.72

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吴慧兰，朱明华，王文博，刘远安；空时分组码的最优天线选择性能分析[J]；中国电机工程学报电信技术； 2003-02

庄明杰；郭东辉;;多发射天线选择的无线信道序列统计特性研究[J]；中国通信技术科学杂志； 2005-06]

苏艳冰，谭振辉；基于天线选择的低秩信道MIMO系统容量研究[J]；中国通信技术电子杂志； 2004-03

杨亮；秦家印Nakagami-m Keyhole衰落信道下MIMO系统的容量和天线选择[J]；中国电机工程学报电子学报2006-01-01

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薛金银；焦斌利;;改进的OFDM自适应比特和功率分配算法[J];北京大学学报（自然科学版）； 2006-01-01

于川，温格一；同信道干扰的多径衰落环境下手机双天线系统性能研究[J]；中国移动通信公司科学杂志； 2001-02

谢俊松，范平志，达尼尔·麦克；中兴衰落信道中MQAM和MPSK的BER性能（英语）[J]；电路与系统学报； 2004年第01期

林静；宋荣芳;;机会波束形成系统中的一种新的调度方案[J];南京邮电大学学报（自然科学版）； 2008-04）

葛斌；宋荣芳;; OFDMA系统中的多光束机会波束成形[J]；中国通信技术南京邮电大学学报（自然科学版）； 2008-05期

吴兴芬；宋荣芳;;多光束机会波束形成系统性能比较[J]；中国通信技术南京邮电大学学报（自然科学版）； 2008-06）

刘钦；杨家伟李建东多个同频道用户在差分空时编码系统中的应用[J]；中国通信技术西安电子科技大学学报2005-06

李玉梅；张Shu ;;关键词: MIMO系统，基于微时隙波束选择的机会波束成形性能仿真自动化技术与应用； 2009 08期

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陈虹；移动通信中MC-CDMA关键技术研究[D];国防科学技术大学； 2007

【二级参考文献】

中文期刊全文

王超，廖桂生，张林让，吴顺军；智能天线的性能分析及时空编码技术[J]；中国通信技术科学杂志； 2003-03

王自力，龚耀焕； MIMO宏小区窄带信道模型的相关性能分析[J]；中国电机工程学报科学杂志； 2005-01

程兴庆，李刚，苏树春，李道本；关键词: 时空发射分集，LAS-CDMA，性能分析科学杂志； 2005 No.01

罗涛，李向明，勒光新，尹长川；正交空时分组码最大比合并接收的配方方法[J];电子与信息技术学报； 2002-04

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;安德鲁基站天线选择软件［Ｊ］；金融电子； 1999-02期

李东;;基于天线选择的混合时空编码优化研究[J]；中国通信技术黑龙江科技信息； 2007年6月刊

郑侃；徐辉;王建峰;王文博关键词: 宽带MIMO，天线选择技术电信科学； 2007-09>

王先发；于华龙沉斌;;天线选择对分布式多输入多输出系统容量的影响研究[J]；中国电机工程学报中国电子科学院学报2008-03

杨成;; WCDMA基站天线的选择[J];科技信息（科学教学与研究）； 2008-23期

李家伟；齐兰芬分布式MIMO系统天线选择对信道容量的影响[J];科学技术与工程； 2006-09

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