两用户多天线协作通信传输方案的研究
[Abstract]:Multi-user multiple-input multiple-output (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO) wireless communication network allows multiple users to work under the same time-frequency resources, which can effectively improve the system capacity. However, inter-user interference problem limits the performance of the system. The cooperative communication technology can better mine the spatial diversity gain of the multi-user MIMO system, expand the coverage and improve the overall performance of the system. However, the multi-user cooperative communication scheme based on two technologies often has some problems, such as complex network structure, high complexity of coding and detection, and so on. In this paper, the following research work is carried out. (1) the basic channel model and interference processing methods of multi-user MIMO systems are studied, and two classical interference alignment schemes are studied. One is an interference alignment scheme based on Alamouti structure coding, which utilizes the orthogonality of Alamouti structure to eliminate interference between users, the other is to design a reasonable space-time coding transmission mode under the condition of unknown channel state information at the transmitter. The interference alignment of two user MIMO interference channels is realized. (2) the basic model of cooperative communication and the classical forwarding mode of cooperative relay transmission are analyzed. The inherent mechanism of using cyclic delay diversity (Cyclic Delay Diversity, CDD) to reduce the complexity of coding and detection in multi-antenna MIMO communication systems is studied. The results show that using CDD technology can simplify the complexity of the whole communication system while obtaining the potential diversity gain of the distributed wireless communication network. (3) based on the above research results, In this paper, a low detection complexity scheme for two user multi-antenna cooperative communication is proposed. In this transmission scheme, all nodes are equipped with multiple antennas, and the whole transmission process can be divided into two stages: in the first stage, the two communication users first perform orthogonal frequency division multiplexing (Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM) modulation for the transmitted signal. Then the space-time block codes designed based on interference alignment are used to encode the modulation signals on each sub-carrier, so that the system diversity performance can be obtained and the interference separation at the receiver can be easily realized at the same time. The encoded signal broadcast is sent to all relay nodes. In the second stage, in order to reduce the detection complexity, the CDD mode is introduced in the relay forwarding process. Each relay node uses different cyclic delay to perform cyclic delay operation on each received signal, and then amplifies and forwards it to the receiving node. Based on the space-time coding principle of the transmitter at the receiving node, a reasonable zero-forcing elimination matrix is designed to remove the interference between users and obtain the desired signal. Theoretical analysis and simulation results show that the proposed transmission scheme can achieve simple coding and detection in a two-user multi-antenna cooperative communication system, and can achieve large spatial diversity gain and good bit error performance. The increase of the number of relay nodes will not affect the detection complexity of the receiver, and it is practical.
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN919.3
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,本文编号:2231787
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