当前位置:主页 > 科技论文 > 信息工程论文 >

两用户多天线协作通信传输方案的研究

发布时间:2018-09-08 21:47
【摘要】:多用户多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)无线通信网络允许多个用户在相同的时频资源下工作,能够有效提高系统容量,但用户间干扰问题限制了系统性能的提升。而协作通信技术能够更好地挖掘多用户MIMO系统内在的空间分集增益,扩大覆盖范围,改善系统整体性能。但结合两种技术的多用户协作通信方案往往存在网络结构复杂、编码及检测复杂度高等问题。为此,本文开展了如下研究工作。(1)研究了多用户MIMO系统的基本信道模型和干扰处理方法,重点研究了两种经典的干扰对齐方案。一种是基于Alamouti结构编码的干扰对齐方案,该方案利用Alamouti结构的正交性消除用户间的干扰;另一种方案在发射端未知信道状态信息的条件下,通过设计合理的空时编码传输方式,实现两用户MIMO干扰信道下的干扰对齐。(2)分析了协作通信的基本模型和协作中继传输的经典转发方式,深入研究了在多天线MIMO通信系统中采用循环延迟分集(Cyclic Delay Diversity, CDD)技术降低编码及检测复杂度的内在机理。研究结果表明,使用CDD技术可在获得分布式无线通信网络潜在分集增益的同时,简化整个通信系统的实现复杂度。(3)基于上述的研究成果,提出了一种低检测复杂度的两用户多天线协作通信传输方案。该传输方案中所有节点均配备多根天线,整个传输过程可分为两个阶段:第一阶段,两通信用户首先对待传输信号进行正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)调制,然后采用基于干扰对齐思路设计的空时分组码对各个子载波上的调制信号进行编码,以在获得系统分集性能的同时,易于实现接收端的干扰分离,将编码后的信号广播发送给所有的中继节点;第二阶段,为降低检测复杂度,在中继转发过程中引入CDD方式。各个中继节点采用不同的循环延迟量对各自接收到的信号进行循环延迟操作后再放大转发给接收节点,在接收节点处基于发射端的空时编码原则设计合理的迫零消除矩阵去除用户间的干扰,获得期望信号。理论分析和仿真结果表明,本文提出的传输方案可在两用户多天线协作通信系统中实现简单的编码和检测,能够获得较大的空间分集增益和良好的误比特性能,中继节点数目的增加不会对接收端的检测复杂度产生影响,具有一定的实用性。
[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

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 梅中辉;李晓飞;;协作通信技术[J];数据通信;2009年05期

2 张超;廖晓光;王卫东;卫国;;基于功率最优化分配的选择性协作通信模式[J];中国科学技术大学学报;2010年04期

3 廖素引;徐磊;赵燕;李桂华;卫敏;;协作通信中网络拓扑结构的最佳中继定位[J];小型微型计算机系统;2012年07期

4 詹瑞;刘俊;;协作通信技术的研究进展[J];数字通信;2013年01期

5 杜伟华;刘紫燕;;两跳中继协作通信技术的研究与仿真[J];通信技术;2013年02期

6 范鹏;;协作通信及其在移动通信系统中的应用[J];电信快报;2013年03期

7 徐永杰;;基于不同中继策略的协作通信技术研究[J];互联网天地;2013年04期

8 商敏红;;基于固定中继的协作通信性能分析与仿真[J];大众科技;2014年01期

9 李昌;阮秀凯;;协作通信中突发短帧信号的直接盲恢复[J];电子与信息学报;2014年04期

10 朱康辛,李珂,李建华,诸鸿文;同步协作通信的发送方时延性能比较[J];通信技术;2000年02期

相关会议论文 前7条

1 罗建中;覃团发;刘家锋;;编码协作通信中断性能与协作系数分析[A];2009年中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2009年

2 赵贤敬;王薇;赵丽平;郑明忠;郑宝玉;;无线移动网络的协作通信方案研究[A];2008年中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2008年

3 吕志兴;;空时编码协作通信技术研究进展[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年

4 孟祥楠;李光球;;选择合并自适应协作通信系统的容量分析[A];浙江省电子学会2010学术年会论文集[C];2010年

5 张秋霞;仰枫帆;;正规LDPC码协作通信与点对点通信转化及比较[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2010年

6 季薇;郑宝玉;江若宜;;协作通信的能量有效性和时间有效性研究[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年

7 杜杨;曹傧;刘占军;;无线网络协作MAC机制研究[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 唐蕾;LDPC编码MIMO多中继协作通信的性能研究和QC-LDPC码的优化设计[D];南京航空航天大学;2013年

2 张燕;无线多天线协作通信系统研究[D];大连海事大学;2015年

3 Waheed ur Rehman(瑞曼);60GHz网络的协作通信和资源分配技术[D];北京邮电大学;2015年

4 李东武;协作通信中的分集接收技术研究[D];西安电子科技大学;2015年

5 翟文艳;隧道无线协作通信系统容量与性能优化[D];中国矿业大学;2015年

6 姜华;无线通信系统的中继协作关键技术研究[D];南京大学;2013年

7 卢昊;多中继协作通信的跨层设计与优化[D];中国科学技术大学;2016年

8 赵雄伟;协作通信关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年

9 祝开艳;基于编码的协作通信技术研究[D];大连理工大学;2014年

10 陈纯锴;无线网络协作通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 郭佳美;基于多点协作通信的异构蜂窝网部署规划研究[D];大连海事大学;2015年

2 张晓青;基于协作通信机制的无线传感器网络中继策略研究[D];河北工程大学;2015年

3 董培浩;基于机会和缓冲中继的多中继协作方案的设计与分析[D];山东大学;2015年

4 陈艳杰;OFDM协作通信系统信道估计技术研究[D];河南科技大学;2015年

5 甘立记;基于预编码的协作通信系统信道估计[D];河南科技大学;2015年

6 代益群;基于网络编码的水声双向中继协作通信研究[D];大连理工大学;2015年

7 张琼;3-D Turbo码在中继协作传输方案中的应用[D];西安电子科技大学;2014年

8 张梦婷;协作通信中的中继选择和用户调度公平性研究[D];西安电子科技大学;2014年

9 廖春兰;协作通信系统中的中继协作技术研究[D];西安电子科技大学;2014年

10 唐云帅;协作通信技术研究[D];西安电子科技大学;2009年



本文编号:2231787

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2231787.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户36190***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com