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《清华大学》 2011年
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MIMO多中继协作传输系统的中继设计

彭元峰  
【摘要】:新一代移动通信面临高速传输和无缝覆盖的技术挑战,MIMO多中继协作传输技术有潜力成为解决这一问题的有效方案。为充分发挥多中继协作的传输能力,最佳地设计中继节点处的信号处理方法是提升中继协作系统性能的关键。本论文针对分布式MIMO多中继协作传输系统,着重研究最佳信号处理方法,从理论上分析了产生多路径分集增益的机理,推导了可实现分集增益的中继矩阵统一结构;此外,对系统实际应用中存在的两个问题进行了深入研究并提出了相应的解决办法。 首先,针对分布式MIMO多中继协作传输系统获得分集增益的多种方法进行了仿真分析比较,提出了一种“空间坐标系旋转”方法,从理论上分析了MIMO多中继协作传输系统产生多路径分集增益的机理,同时明确指出了中继矩阵在系统中的功能。在此基础上,推导得到了中继矩阵的统一结构,该结构不仅能够保证MIMO多中继协作传输系统获取多路径分集增益,而且简化了中继矩阵的设计。基于此结构,进一步设计了一种新的中继信号处理方法,仿真分析验证了该方法比已有的中继方法性能更优。 其次,MIMO多中继协作传输系统的研究大多假设独立瑞利衰落信道,实际应用中受天线相关性的影响而性能恶化。本论文通过仿真分析比较了分布式MIMO多中继协作传输系统中不同信号处理方法受天线相关性的影响情况,仿真发现源节点和目的节点处的天线相关对系统性能的影响要远大于中继节点处的天线相关,并且最佳匹配滤波(MF)方法受天线相关性影响最大。论文提出了一种改进的MF中继方法,仿真验证了该方法可以大大降低MF中继方法在天线相关下的性能损失。 最后,论文工作针对MIMO中继协作传输系统中的非理想信道估计问题进行了分析研究,并从系统硬件设计的角度提出了一种对抗信道估计误差的有效方法,即“增加中继节点天线数”的方法。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN925

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