廣義多天線系統中的空間調制技術研究.pdf

1、近年來，多天線和協作通信技術的研究引起了學術界和產業(yè)界的極大關注。多天線技術，即多輸入多輸出（MIMO）傳輸技術，能為發(fā)射機和/或接收機端配置多根天線的通信系統提供空間復用增益和/或空間分集增益。在某些環(huán)境中，移動設備受到體積、復雜度以及功耗因素的制約，無法配置多根天線。此時，協作傳輸技術可以利用一組單天線終端通過彼此共享天線和其他資源的方式提供分集增益。因此，協作通信系統也可視為廣義的MIMO系統。
　　空間調制（SM）和空移鍵

2、控（SSK）是面向MIMO無線系統的低復雜度空間復用技術。SM/SSK技術的典型特征是將多天線構成空間域，以此作為傳輸信息的新資源。與單天線系統相比，SM/SSK能夠提供更高的頻譜效率和更強的魯棒性。此外，SM/SSK可以避免傳統MIMO技術中存在的信道間干擾（ICI）和天線同步（IAS）問題，因而具有更低的系統復雜度。
　　本論文主要研究SM/SSK思想在MIMO和協作通信系統中的應用，設計了面向MIMO系統的空間星座自適應映射

3、機制，提出了面向多中繼網絡的SSK協作傳輸策略。具體研究內容歸納如下。
　　提出了面向廣義空移鍵控（GSSK）系統的自適應空域優(yōu)化技術。GSSK拓展了SSK定義的空間域概念，構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技術相比，GSSK具有更高的頻譜效率。遺憾的是, SSK和GSSK技術都無法獲得發(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?；谏鲜鲇^察，本論文提出了一種新穎的自適

4、應映射GSSK（AM-GSSK）技術。該技術根據信道狀態(tài)信息（CSI）對包含冗余的空間星座進行優(yōu)化篩選，并由此降低系統的誤碼率（SER）。為選取最優(yōu)的空間星座點，分別提出了空間域全局優(yōu)化算法和局部優(yōu)化算法。理論分析表明，AM-GSSK系統能夠獲得發(fā)射分集。
　　提出了面向廣義空間調制系統（GSM）的信號－空間域聯合優(yōu)化技術。在GSM系統中，信息比特被分別映射到了信號星座和空間星座。為此，本論文提出了聯合優(yōu)化信號星座和空間星座的自適

5、應聯合映射GSM（AJM-GSM）技術。分別給出了全局優(yōu)化算法和局部優(yōu)化算法。仿真結果表明，AJM-GSM技術能明顯降低GSM系統的SER。
　　本論文將SM/SSK的思想拓展應用于協作通信系統，提出了面向多中繼協作網絡的協作空移鍵控（CSSK）傳輸策略。在CSSK系統中，源節(jié)點發(fā)送的信息在中繼轉發(fā)階段映射到了由多個中繼節(jié)點構成的分布式空間域，并通過空間域傳輸至目的節(jié)點。依據中繼節(jié)點工作方式的不同，本論文提出了兩種不同的CSSK傳