分布式無線通信系統(tǒng)中的線性離散碼研究.pdf

1、無線移動通信的快速發(fā)展要求高速率和高頻譜效率，這帶來了分布式無線通信系統(tǒng)的廣泛研究，在分布式無線通信系統(tǒng)中引入MIMO(Multiple Input andMultiple Output)技術(shù)，可以有效的提高小區(qū)的容量和可靠性，而線性離散碼(Linear Dispersion Codes，LDC)是分集增益和復(fù)用增益的折衷，且應(yīng)用靈活，因而，在分布式無線通信系統(tǒng)中，線性離散碼的研究有重要意義。
　　 一方面，基于集中式MIMO設(shè)

2、計(jì)的傳統(tǒng)LDC碼字并不適用于分布式無線通信系統(tǒng)；另一方面，在MIMO增強(qiáng)技術(shù)中，傳統(tǒng)LdC發(fā)送天線選擇(LDC-TAS)算法都是基于LdC高階等效系統(tǒng)進(jìn)行的，復(fù)雜度很高；而多種編解碼鏈路共存的混合空時編碼方式可以進(jìn)一步利用天線選擇丟棄的發(fā)送鏈路，但帶來了系統(tǒng)復(fù)雜性；從調(diào)制方式的角度進(jìn)行考慮，已有自適應(yīng)調(diào)制空時編碼(AM-STC)算法僅僅通過數(shù)值仿真給出低階調(diào)制優(yōu)于高階調(diào)制的結(jié)論。因此，本文首先提出了分布式LDC(D-LDC)碼字設(shè)計(jì)；接

3、著，針對上述MIMO 相關(guān)技術(shù)分別提出了低復(fù)雜度LDC-TAS算法，多速率LDC編碼，以及AM-STC編碼的理論分析等增強(qiáng)技術(shù)。
　　 首先，在分布式無線通信系統(tǒng)中，本文基于分布式天線到接收端之間不等的平均信道增益，提出了分布式LDC碼字設(shè)計(jì)，并通過最小化LDC線性變換矩陣的列相關(guān)性來近似逼近碼字的跡正交要求，使搜索復(fù)雜度相對于傳統(tǒng)LDC碼字的基本搜索算法有了質(zhì)的降低。在分布式小區(qū)邊緣，相比于傳統(tǒng)LdC編碼，D-LDC編碼表現(xiàn)出

4、明顯的性能增益。
　　 為研究低復(fù)雜度的LDC-TAS算法，本文分別從可以獲得較好的系統(tǒng)性能的最大最小后驗(yàn)信噪比和最優(yōu)容量天線選擇算法出發(fā)，提出了基于信道矩陣子集遍歷搜索的最大最小特征值TAS和最大近似容量TAS，并進(jìn)一步提出了復(fù)雜度更低的矩陣消元TAS，結(jié)果表明,3種所提算法中，矩陣消元TAS的復(fù)雜度最低，且性能與最大近似容量TAS相當(dāng)，接近于最優(yōu)容量TAS的性能。在分布式交叉覆蓋區(qū)邊緣，最大最小特征值TAS受最小平均信道增益

5、的影響較大，可靠性變差，而矩陣消元TAS 受最小平均信道增益的影響較小，在交叉覆蓋區(qū)邊緣也能表現(xiàn)出良好的性能，在分布式無線通信系統(tǒng)中有很好的實(shí)用性。
　　 為了使天線選擇丟掉的信道得到進(jìn)一步利用，本文還提出了多速率LDC編碼算法。首先提出了通過發(fā)送不同調(diào)制方式的符號來實(shí)現(xiàn)多速率LdC編碼，但需要基于誤碼率公式調(diào)整不同調(diào)制符號之間的功率，復(fù)雜度較高，所以我們進(jìn)一步提出了采用同樣調(diào)制方式的多速率LDC碼字設(shè)計(jì)方法，與傳統(tǒng)LDC編碼相

6、比，該方法僅是LDC基矩陣的改變，不增加編解碼復(fù)雜度。為了獲得更好的系統(tǒng)可靠性，在多速率LdC碼字和傳統(tǒng)LDC-TAS之間進(jìn)行自適應(yīng)選擇，在復(fù)雜度相同的情況下，可以獲得比傳統(tǒng)LDC多模天線選擇更好的性能。
　　 從自適應(yīng)調(diào)制角度進(jìn)行考慮，本文基于星座點(diǎn)受限的近似容量公式從理論上證明了滿足速率要求的低階調(diào)制方式比高階調(diào)制方式更有效，彌補(bǔ)了以往研究中僅僅根據(jù)數(shù)值仿真得到該結(jié)論的不足，并提出了基于瞬時信道信息的自適應(yīng)調(diào)制空時編碼(AM