合作通信中的分集接收技术研究

【摘要】: 空间分集技术由于其良好的抗衰落性能，近年来在无线通信领域受到了广泛的关注. 在早期研究中，需要通过在发射器和处安装多个天线（即通过多个输入和多个输出系统）来实现空间分集增益. 但是，在实际的中，特别是在用于移动通信的小型手持终端中，通常受尺寸，功率和电磁干扰等因素的限制，并且难以安装多个天线. 协作通信系统不需要在终端上安装多个天线即可获得空间分集增益，它起源于中继通信，其基本思想是通过在多个用户之间共享天线和其他网络资源来形成虚拟的多天线阵列. 并通过分布式处理产生合作来获得空间分集增益. 这项技术一经提出，便引起了世界各地学者的关注. 各种协作传输​​协议或机制相继出现. 传统的端到端通信系统中的关键技术逐渐演变为协作通信系统. 目前，协作通信技术已经成为无线通信热点的研究领域之一. 本文研究了协作通信系统的分集接收技术，并对扩频和非扩频环境下的分集接收问题进行了详细的研究. 本文的创新成果如下: 1．在大延迟莱斯衰落信道的条件下，研究了两中继异步协作通信系统的时空2D-RAKE算法，提出了时空2D. -基于干扰消除技术的RAKE技术. 首先，通过传统的时空2D-RAKE接收机估算传输信息分集接收技术设备，然后使用决策结果重构和消除传输信号的多径分量，以获得接收信号中的视线（LOS）分量.

最后，在空间上组合每个中继器的LOS分量以获得空间分集增益. 所提出的算法从决策反馈到空间合并的处理可以循环方式进行. 该算法可以有效消除接收信号中的符号间干扰（ISI），适用于异步协作通信系统. 仿真结果表明，该算法可以消除接收信号中的ISI，降低原始系统误码率的“平台”效应，并显着提高传统时空2D-RAKE接收机的性能. 它成为协作通信中的一种适用技术. 2.干扰消除过程不仅消除了ISI，而且消除了可提供多径分集增益的多径分量. 针对该问题，作者考虑通过获得多径分量的分集增益来进一步提高检测性能，并提出了一种全分集的时空2D-RAKE接收技术. 首先，使用传统的时空2D-RAKE接收机估计发射信号，然后使用初始决策估计结果和信道状态信息重构每个中继转发的发射信号的路径分量. 其他路径的信号仅保留通过多径分支的接收信号的信号分量. 然后，以相同的方式处理与通过多径信道的每个路径相对应的多径信号，以获得多径分量. 最后，我们首先通过使用最大比例合并准则完成与空间信号的合并，再从接收信号中分离出多径分量，然后再根据最大比例合并准则对每个空间合并的结果进行合并. 多路径组件，最后做出解调决定.

可以通过循环迭代来执行从决策反馈到空间分集与多径分集相结合的新算法的处理，即“干扰消除-分集相结合”的迭代结构. 该算法可以通过空间合并算法获得中继节点提供的空间分集增益，并且基于最大比率合并准则的多径合并过程也将带来多径分集增益，因此它是一个全分集接收机. 另外，本文提出的算法可以在接收端完成，不需要调整发射端和所有中继节点的工作原理，具有良好的系统兼容性. 3.由于空时2D-RAKE仅可用于扩频系统，因此应用场合受到限制. 对于非扩频协作系统，不能直接应用时空2D-RAKE技术. 针对这一问题，第5章研究了使用单载波传输的分集接收技术. 从干扰消除的角度: 提出使用STBC组合单载波频域均衡（SC-FDE）技术来检测发射信号，并将检测结果与信道冲激响应相结合，以重构每条路径的多径信号. 从接收信号中进行抵消，得到接收信号中的直接路径分量，然后根据MRC标准对每个继电器的LOS分量进行空间组合，并判断组合结果以获得发送信号，这种接收技术可以消除多径衰落. 干扰，获得中继之间的协作分集增益. 从多径和中继二维分集组合的角度来看: 类似于空时2D-RAKE中的全分集，进一步建议分解接收信号以获得每个多径信号分量分集接收技术设备，然后按照空间和多径合并处理相结合的最大比准则产生了二维分集增益，可以进一步提高系统的传输性能.

由于初始检测误差对算法有很大影响，因此作者最后提出了一种改进的全分集接收结构: 首先，采用干扰消除算法获得较好的初始检测结果，然后采用最优解. 构造多径分量和干扰消除，然后完成最终的多径分解和二维合并. 仿真结果表明，提出的新算法可以消除接收信号中的ISI，显着降低了原始系统误码率的“平台”效应，新算法的信号处理过程采用线性运算，复杂度可以接受在范围内.

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
http://www.pc-fly.com/a/tongxinshuyu/article-252529-1.html