中继无线网络分布式空时码与相关合并技术比较性研究(2)
2.5 最优功率分配 12
2.6 仿真结果与分析 12
2.7 本章小结 14
3 中继无线网络分布式空时码与相干合并 15
3.1 引言 15
3.2 相干合并系统模型 15
3.3 分布式空时码与相干合并混合方案 16
3.4 经典相干合并算法 18
3.5 仿真结果及分析 20
3.6 本章小结 22
4 中继无线网络空间信道配对 23
4.1 引言 23
4.2 系统模型 23
4.3 基于相干合并技术的空间信道配对算法 25
4.4 仿真结果与分析 26
4.5 本章小结 29
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
1 绪论
1.1 研究背景
随着现代信息社会的高速发展，全球范围内无线通信的数据量增长迅速，无线接入作为用户体验宽带信息服务的方式成为必然趋势，而传统的以提供话音业务为主的移动通信系统逐渐演变成移动互联网和多媒体业务通信系统。2012年，3GPP通过的的LTE-A标准能够提供的下行峰值速率达1Gbps，可以满足未来一段时间内的容量和速率要求。然而，随着移动互联网的迅速发展以及移动终端的大规模普及，无线传输速率和容量需求呈指数增长。同时，移动通信迅速发展带来的能耗问题也引起越来越多的重视，降低无线通信网络中的的能源消耗已成为移动通信发展的重要问题之一，以支撑高速率传输为目标的 技术将无法满足对能耗的要求。在频谱资源日趋紧缺的情况下， 之后移动通信需要进行新的变革，以实现更高频谱效率和绿色无线通信的双重目标。
然而无线通信信道极其复杂，其中一个较大特点为容易受到多径衰落的干扰。如何克服多径衰落至关重要，而多输入多输出（Multiple-input-multiple-output）系统正是解决此问题一个有效方案。但是无线通信迅速演变也使多输入多输出系统的一些问题开始显现出来。
由于理想的MIMO系统为保证各信道相互独立，要求相邻天线间距大于半波长，但随着MIMO系统逐渐向大规模发展，终端受体积限制会成为一个极大的阻碍。同时无线通信距离不断延长。因此，中继协作技术适时出现，并开始得到广泛运用。协作通信系统利用空间协作分集进一步挖掘空间分集增益，改善通信可靠性。
1．不同中继占用同一时隙和频带，提高日益紧张的无线资源的利用效率；
2．中继节点可以利用空间协作分集来提高系统传输容量区域和传输可靠性；
3．中继无线网络可作为对现有主干网结构的有效补充。
在无线通信中，传输距离往往会大于天线覆盖范围，或者从发送端直接传输信号到接收端的信道质量可能会不佳。此时中继无线技术就可以在发送端与接收端之间引入中继（Relay station, RS）进行协助传输，从而利用协作分集技术实现信号传输速率与可靠性的提升。中继无线网络的基本理念是通过RS端来实现发送端和接收端之间的两跳或多跳传输。
本文主要探讨下述三种技术来改善中继无线网络可靠性及其传输速率：
1、分布式空时码：和大多数无线通信技术有别的是，分布式空时码不是致力于去除多径衰落效应。相反，分布式空时码试图利用多径衰落，来达到系统性能的改善。分布式空时码使用在中继协作网络中，其信道模型为：第一时隙，发送端发送符号至RS。第二时隙，RS对其接收信号进行相应处理，即乘上中继处理矩阵，这样在RS处理后的信号就以分布式空时码的形式来呈现。然后再将信号发送至接收端。
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