文档介绍：中山大学
博士学位论文
多用户MIMO传输优化与基于中继的MIMO系统性能研究
姓名:李光平
申请学位级别:博士
专业:通信与信息系统
指导教师:秦家银
20090602
要摘多输入多输出,即在通信系统的发射端和接收端同时配置多根天线,可以极大地提高系统的频谱效率和通信链路的可靠性,从而成为下一代无线通信系统的关键技术之一。其中单用户技术的研究己趋成熟,多用户尚存许多有待解决的问题。与此同时,中继氖褂靡环矫嫘纬了“虚拟”的步行鞣旨硪环矫嬖诓辉黾臃⑸功率的情况下延伸了网络的覆盖。然而中继的加入使得系统设计和分析更加复杂。为此,本文首先从信息论的角度研究了多用户系统的传输优化问题,然后针对基于中继的系统,研究了存在单个中继时系统的性能。具体内容如下:首先我们提出了痩泻退俾嗜萘孔畲蠡牟⑿械嘤没ё⑺法,其基本思想是在每次迭代时,把更新用户以外的用户等效为噪声,同时更新每一个用户,同乃惴ㄏ啾龋疚奶岢龅乃惴ㄊ樟菜俣雀欤也灰览涤用户数。接着我们研究了和速率约束下衰落中和功率最小化问题。通过的对偶性,把非凸的下行链路问题转变成了凸的上行链路问题,然后根据凸优化中原问题和拉格朗日对偶问题的等效性,基于子梯度和一维线性搜索方法,提出了迭代注水算法,解决了拉格朗日对偶问题,从而也解决了衰落中和功率优化问题。最后通过理论分析和计算机仿真证明了上述算法的收敛性和有效性。对于基于中继的系统,研究对象为发射端和接收端有多根天线,而中继只有一根天线的两跳中继系统模型,为了尽可能地简化中继,中继采用了放大转发的信号转发协议。另外,在发射端采用天线选择策略,而在接收端分别采用天线选择和最大比合并两种不同的方案。当接收端采用天线选择策略时,本文首先研究了如何选择发射天线和接收天线的问题,当接收端采用最大比合并时,本文证明了此时的最大比合并等价于最大似然检测。而后我们分别导出了使用两种不同接收方式时系统中断概率的封闭表达式,进而再根据发射端调制方式得出蚆摘要
了相应的平均误码率表达式,并通过理论分析得出了该系统的分集阶数,最后计算机仿真验证了本文导出的中断概率和平均误码率的正确性。在上述工作的基础上,我们进一步针对在发射端和接收端有多根天线,而中继只有一根天线的两跳中继系统,利用正交空时分组编码⑸洳呗耸狈⑸涠瞬恍枰H魏蔚男诺婪蠢⌒畔ⅲ佣谠剂讼低车目O,导出了接收端信噪比的表达式和系统中断概率的封闭表达式,同时根据发射端调制方式的不同,给出了相应的平均误码率精确表达式以及系统的分集阶数。另外,当发射端和接收端存在直接通信链路时,根据矩生成函数姆椒ǎ颐堑汲了当发射端采用和时,系统平均误码率的精确表达式。最后计算机仿真表明了上述理论分析结果与蒙特卡洛仿真一致,从而验证了理论表达式的正确性。关键词:;虚拟;中继;籑;对偶性;子梯度;天线选择;正交空时分组编码:矩生成函数摘要Ⅱ
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日期亍第筲:彰记醐:行踩鹰彬甲应魄日期:伊确年/学位论文原创性声明学位论文使用授权声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定,即:文。学位论文作者签名:导师签名:‘
,其中最典型的低巢捎檬狈侄嘀5谌湮过去年间,无线通信作为工业领域最活跃的部分之一已蓬勃发展,成为我们生活不可或缺的一部分。蜂窝电话的普及和无线网络的快速发展,使得人们对于无线通信业务的需求日益增加,无处不在的无线通信系统和无缝高质量无线服务成为无线通信发展的目标。除了传统的无线技术之外,许多新的无线技术应用也日益扮演重要的角色,最典型的应用是无线传感器网络,通过配置大量便宜的无线传感器组成一个缬糜诨肪臣嗖狻⒐ひ盗鞒炭刂啤⒁约巴环⑹件处理等过程。无线信道多径衰落的性质给传统无线通信技术的发展带来了挑战,技术某鱿质苟嗑端ヂ浔洹昂Α蔽!袄保ü辗指从锰岣了频谱效率,通过空间分集改善了链路的可靠性,成为近十多年来无线通信领域最重要的一项技术。本章首先引入三个最具代表性的无线通信系统,然后介绍技术,包括从单用户到多用户、再到基于中继转发的系统,最后是论文研究内容和章节安排的说明。