分布式空时码的设计准则与中继选择的研究-信号与信息处理专业论文.docxVIP

啊!4144山 杭州电子科技大学硕士学位论文 分布式空时码的设计 准则与中继选择的研究 研究生:杨进丽 指导教师:赵知劲 教授 2010 年 12 月 Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University for the Degree of Master On Design Criterions for Distributed Space Time Codes and Relay Selection Schemes Candidate: Yang Jinli Supervisor: Prof. Zhao Zhijin December ，2010 J 杭州电子科技大学颐士学位论文 摘要 协作分集技术可以解决无线通信系统中的倍增衰落，提高系统可靠性。针对一个发送端、 接收端及每个中继都配置单根天线的无线中继网络，本文主要研究两种可以获得满协作分集 的方案:分布式空时码和中继选择。 首先，研究分布式对角空时码和分布式分层的设计准则。目前应用与无线中继网络中的 空时码都被限定为商空时间或者正交或者拟正交空时间，对于一般的代数空时码，比如对角 空时码、究备码及由代数数城扩张理论生成的分居空时码，它们的中继矩阵不一定是西矩阵 或者正交或拟正交矩阵。仅从空时码角度分析，上述…般的空时码具有更大的分集增益，并 且它们应用于 MIMO 系统时巳被证明具有很好的性能。基于这些，自然的问题是，如何将上 述一般的空时码应用于无线中继网络中。本文研究了两种间应用于无线中继网络的问题: (1) 对角空时码; (2) 更加一般的由代数数城扩张理论生成的分展空时码。首先给出了系统的极 大似然解码，然后分别计算了对应上述两种分布式空时码使得接收端平均倍噪比最大的最优 功率分配。另外本文还分别推辱了上述两种分布式空时码的基于 ML 解码的成对错误概率的 Chemoff 上界并对其进行分析，进而提出了两种分布式空时间的设计准则:秩准则和奇异值 准则。本文得到的奇异值准则与文献 [11]中中继矩阵为西矩阵时得到的行列式准则不间。 其次，研究无线中继网络中的中继选择。由于目前几乎没有多中继选择错误概率的理论 研究，所以在假设发送方不知道信道信息而接收方已知全部倍道倍息前提下，本文首先针对 中继巳知其所有倍道信息时 Y.Jing 和日.Jafarkhani 提出的基于中继排序方法的多中继选择方 法[5日，推导了选择 2 个中继的成对错误概率的下界:其次，提出了中继不知道任何信道信息 时利用中继排序的中继选择方法，推导了此方法的单中继选择与多中继选择的成对错误概率 表达式:最后给出了仿真结果。理论与仿真结果都表明，中继已知其所有倍道信息时，多中 继选择的系统错误概率低于单中继选择:而当中继不知道任何倍增信息的情况下，选择 2 个 中继参加协作的系统错误概率部高于单中继选择。 最后，研究空时码与中继选择相结合的方案。在假设中继不知道任何信道信息的条件下， 为了提高系统性能，本文提出中继选择与空时码相结合的方案。首先本文给出具体方案描述， 然后证明了选择 2个中继与Alamouti 正交空时码的结合方案成对错误概率的 Chemoff上界要 比对应的只选择 2个中继参加协作不使用 Alamouti 正交空时间的情况低得多。仿真表明，在 QAM 调制下中继个数为 6、误符号率低于10-3 时，这种方案可获得大于 10dB 的信噪比增益。 关键询:无线中继网络，协作分集，分布式空时码，对角空时码，分层空时码，中继选择， Alamouti 正交空时间，成对错误概率 司 杭州电子科技大学硕士学位论文 ABSTRACT It is well known 伽t 由.ecoo阳ative diversity technologyωn greatly incrωe 伽翩翩lityof a wirel创Sωmmunica.tion system. This 阴阳 ma.inly foωS on distributed 叩aω 伽neωdes and relay selection schem创 which 侃n achieve fu1l diversity in a wirelωrelay network wi也 a single antenna in the 甜8IlSmi忧町 in the receiv町，扭曲e relays，resp创vely. Firstl弘 thed创ign 町it创a for distributed diagonal space 由neωd创 and multi-lay町 space 位朋 ωdes are analyzed in 伽is paper. In the 侃isting wo巾