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基于协同通信的同步、信道估计和分集技术研究

作　者: 张志鹏
导　师: 赵民建
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 协同通信 中继协同 分布式多天线同步 信道估计 协同分集
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output)技术被认为是一个能够提高无线通信系统的数据传输率,改善传输质量的重要研究方向。但由于MIMO技术采用了天线阵列,增大了实用系统尺寸,提高了成本,增加了其实现难度。为了克服这个缺点,引入了基于多中继的协同通信系统。基于多中继的协同通信系统利用分布在空间不同位置的中继的天线相互协同,虚拟传统的基于多天线的分集系统,在不明显增加终端实现复杂度的情况下实现分集。基于多中继的协同通信技术融合了MIMO技术,中继技术等优点,能以较低成本增加系统的多用户分集增益,因而成为目前无线通信领域最具有应用前景的研究热点。本文将对协同通信信号传输的关键技术进行深入研究,包括协同通信的同步技术,信道估计技术及分集技术。(1)多中继协同通信系统的同步技术,以分布式多天线系统的同步技术为研究重点。改进了基于不等长序列的同步算法,提升了其定时同步的频偏鲁棒性。之后本章提出了一种时频二维同步算法,适用于中继数量较多的放大前传协同通信系统,具有较高的同步精度。(2)多中继协同通信系统的信道估计技术,重点针对放大前传模式。首先介绍了基于频域训练序列的信道的频域估计算法。接下来本章提出了一种基于循环正交训练序列的时域信道估计算法,该算法具有较高的估计精度和较低的运算复杂度,适用于中继数量较多的放大前传协同通信系统。之后本章又提出了基于Chu序列共用导频的时域信道估计算法,充分利用了Chu序列的性质,具有较好的抗时变信道的能力。(3)多中继协同通信系统的分集技术,重点研究放大前传模式OFDM传输体制下中继节点全速率、满分集、低复杂度的空时编码方案,以及目的节点的信号检测算法。研究了在频率选择性衰落信道下,将扩展正交空时码、准正交空时码应用到协同通信系统中,并通过有限反馈提升分集性能。最后,在回顾本文内容的基础之上,针对文章的理论分析和仿真结果,探讨今后协同通信系统的改进思路及方法。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
插图和附表清单  8-10
目次  10-12
第一章 绪论  12-19
  1.1 研究背景  12-13
  1.2 MIMO技术  13-15
  1.3 协同通信关键技术  15-19
    1.3.1 协同通信协议  15-16
    1.3.2 协同通信的同步技术  16-17
    1.3.3 协同通信的信道估计技术  17
    1.3.4 协同通信的编码技术  17-19
第二章 无线通信中的空间分集技术  19-34
  2.1 MIMO系统  19-21
  2.2 空时分组码技术  21-27
    2.2.1 空时码设计准则  21-23
    2.2.2 Alamouti空时分组码  23-25
    2.2.3 正交空时码设计  25-27
  2.3 协同通信系统  27-33
    2.3.1 系统模型  27-29
    2.3.2 信号传输模型  29-32
    2.3.3 频率误差对协同通信的影响  32-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 协同通信中的同步技术  34-57
  3.1 协同通信广播阶段同步算法  34-40
    3.1.1 互相关算法  34-36
    3.1.2 延时自相关算法  36
    3.1.3 对称自相关算法  36-37
    3.1.4 性能仿真  37-40
  3.2 协同阶段基于UPSP的同步算法  40-47
    3.2.1 算法描述  40-41
    3.2.2 改进的基于UPSP的同步算法  41-46
    3.2.3 性能仿真  46-47
  3.3 协同阶段时频二维同步算法  47-55
    3.3.1 训练序列设计  48-50
    3.3.2 定时与频率同步算法  50-53
    3.3.3 性能仿真  53-55
  3.4 本章小结  55-57
第四章 协同通信中的信道估计技术  57-79
  4.1 信道频域估计  58-64
    4.1.1 基于训练字时分复用的信道估计  58-60
    4.1.2 基于导频频分复用的信道估计  60-62
    4.1.3 信道内插算法  62-64
  4.2 信道时域估计  64-71
    4.2.1 基于循环正交序列的信道估计  64-67
    4.2.2 基于Chu序列共用导频的信道估计  67-71
  4.3 噪声抑制  71-73
  4.4 性能仿真  73-77
  4.5 本章小结  77-79
第五章 协同通信中的空间分集技术  79-95
  5.1 两中继正交空时码方案  79-83
    5.1.1 分集方案  79-81
    5.1.2 性能仿真  81-83
  5.2 四中继扩展正交空时码方案  83-88
    5.2.1 分集方案  83-85
    5.2.2 反馈方案  85-86
    5.2.3 性能仿真  86-88
  5.3 四中继准正交空时码方案  88-93
    5.3.1 分集方案  88-90
    5.3.2 反馈方案  90-91
    5.3.3 性能仿真  91-93
  5.4 本章小结  93-95
总结和展望  95-97
参考文献  97-100
作者攻读硕士学位期间主要研究成果  100

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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