廣義多天線系統(tǒng)中的空間調(diào)制技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，多天線和協(xié)作通信技術(shù)的研究引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注。多天線技術(shù)，即多輸入多輸出（MIMO）傳輸技術(shù)，能為發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)端配置多根天線的通信系統(tǒng)提供空間復(fù)用增益和/或空間分集增益。在某些環(huán)境中，移動(dòng)設(shè)備受到體積、復(fù)雜度以及功耗因素的制約，無(wú)法配置多根天線。此時(shí)，協(xié)作傳輸技術(shù)可以利用一組單天線終端通過(guò)彼此共享天線和其他資源的方式提供分集增益。因此，協(xié)作通信系統(tǒng)也可視為廣義的MIMO系統(tǒng)。
　　空間調(diào)制（SM）和空移鍵

2、控（SSK）是面向MIMO無(wú)線系統(tǒng)的低復(fù)雜度空間復(fù)用技術(shù)。SM/SSK技術(shù)的典型特征是將多天線構(gòu)成空間域，以此作為傳輸信息的新資源。與單天線系統(tǒng)相比，SM/SSK能夠提供更高的頻譜效率和更強(qiáng)的魯棒性。此外，SM/SSK可以避免傳統(tǒng)MIMO技術(shù)中存在的信道間干擾（ICI）和天線同步（IAS）問(wèn)題，因而具有更低的系統(tǒng)復(fù)雜度。
　　本論文主要研究SM/SSK思想在MIMO和協(xié)作通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了面向MIMO系統(tǒng)的空間星座自適應(yīng)映射

3、機(jī)制，提出了面向多中繼網(wǎng)絡(luò)的SSK協(xié)作傳輸策略。具體研究?jī)?nèi)容歸納如下。
　　提出了面向廣義空移鍵控（GSSK）系統(tǒng)的自適應(yīng)空域優(yōu)化技術(shù)。GSSK拓展了SSK定義的空間域概念，構(gòu)成空間星座的不再是各發(fā)射天線，而是多根被激活天線的組合。與SSK技術(shù)相比，GSSK具有更高的頻譜效率。遺憾的是, SSK和GSSK技術(shù)都無(wú)法獲得發(fā)射分集。并且，在GSSK的空間星座中普遍存在不攜帶任何信息的冗余星座點(diǎn)?；谏鲜鲇^察，本論文提出了一種新穎的自適

4、應(yīng)映射GSSK（AM-GSSK）技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)信道狀態(tài)信息（CSI）對(duì)包含冗余的空間星座進(jìn)行優(yōu)化篩選，并由此降低系統(tǒng)的誤碼率（SER）。為選取最優(yōu)的空間星座點(diǎn)，分別提出了空間域全局優(yōu)化算法和局部?jī)?yōu)化算法。理論分析表明，AM-GSSK系統(tǒng)能夠獲得發(fā)射分集。
　　提出了面向廣義空間調(diào)制系統(tǒng)（GSM）的信號(hào)－空間域聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)。在GSM系統(tǒng)中，信息比特被分別映射到了信號(hào)星座和空間星座。為此，本論文提出了聯(lián)合優(yōu)化信號(hào)星座和空間星座的自適

5、應(yīng)聯(lián)合映射GSM（AJM-GSM）技術(shù)。分別給出了全局優(yōu)化算法和局部?jī)?yōu)化算法。仿真結(jié)果表明，AJM-GSM技術(shù)能明顯降低GSM系統(tǒng)的SER。
　　本論文將SM/SSK的思想拓展應(yīng)用于協(xié)作通信系統(tǒng)，提出了面向多中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作空移鍵控（CSSK）傳輸策略。在CSSK系統(tǒng)中，源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信息在中繼轉(zhuǎn)發(fā)階段映射到了由多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布式空間域，并通過(guò)空間域傳輸至目的節(jié)點(diǎn)。依據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)工作方式的不同，本論文提出了兩種不同的CSSK傳