多用户终端协同通信

多用户协同通信1 协同通信技术 协同通信技术是在多用户通信环境中，使用单副天线的各临近移动 用户可按照一定方式共享彼此的天线协同发送，从而产生一种类似多 天线发送的虚拟环境，获得空间分集增益，提高系统的传输性能。作 为一种分布式虚拟多天线传输技术，协同通信技术融合了分集技术与 中继传输技术的优势，在不增加天线数量的基础上，可在传统通信网 中继传输技术的优势，在不增加天线数量的基础上，可在传统通信网 络中实现并获得多天线与多跳传输的性能增益。 络中实现并获得多天线与多跳传输的性能增益。它可应用于蜂窝移动 通信系统、无线Ad hoc网络、无线局域网以及无线传感器网络等多种 通信系统、无线Ad hoc网络、无线局域网以及无线传感器网络等多种 场合，具有研究价值与意义。可以说，协同通信技术将是继多载波调 制技术、多天线技术之后，可能会对未来无线通信的发展产生重大影 响的一个研究热点。而且，协同通信技术非常灵活，可与现有多种技 术相结合，突出各自优点。例如，与正交频分复用(OFDM)技术相结 术相结合，突出各自优点。例如，与正交频分复用(OFDM)技术相结 合，可以充分利用其抗频率选择性衰落的优点；与编码或者空时编码 相结合，可以得到编码增益；与感知无线电技术相结合，能够提高频 谱检测概率或者获得更多的频谱接入机会。

1.1 发展历史与研究现状协同通信技术的起源可以追溯 到Cover和El Gamal在1979年关 Cover和 Gamal在1979年关 于中继信道的研究工作。中继 信道模型是一个包括源节点、 中继节点与目的节点的三点模 型 ,这种模型可分解成为广播信 道(源节点A发送信号，中继节 源节点A 点B与目的节点C接收信号)和多 与目的节点C接收信号) 址信道(源节点A 址信道(源节点A发送信号，中 继节点B 继节点B将收到的信号处理后再 进行转发，目的节点C 进行转发，目的节点C则接收来 自A和B的所有信号)。 的所有信号)

3种随即编码方法研究表明，离散无记忆、 加性白高斯噪声(AWGN) 加性白高斯噪声(AWGN) 中继信道的容量大于源节 点与目的节点间信道的容 量。而且，通过3 量。而且，通过3种不同的 随机编码方案可得到该信 道容量的下界 简易方法，中继节点并不 主动去帮助源节点，而是 通过尽量减少干扰来帮助 它； 协同方法，中继节点先完 全译出源节点发出的信息， 然后重新发送； 观察方法，中继节点对收 到的源节点信息的量化形 式进行编码后发送。

中继信道与协同信道的区别协同通信技术源于中继信道，但在很多方面又区别于中继信道。 首先，协同通信技术应用于衰

落信道中，主要目的是对抗多径衰落，而中继 信道分析的则是AWGN信道的容量； 信道分析的则是AWGN信道的容量； 其次，中继信道中的中继节点的唯一目的就是帮助源节点发送信息，而在协 同通信中，整个系统的资源是固定的，各用户既可充当中继节点帮助源节点 发送信息，又可作为源节点发送自己的信息。因此，协同通信技术研究的侧 重点有所不同。协同通信技术的基本思想是在多用户通信环境中，使用单副 天线的各临近移动用户可按照一定方式共享彼此的天线协同发送，从而产生 一种类似多天线发送的虚拟环境，获得空间分集增益，提高系统传输性能。 这种传输方式融合了分集技术与中继传输的技术优势，形成了分布式的虚拟 MIMO系统，克服了相干距离等的限制，在不增加天线数目的基础上，在传 MIMO系统，克服了相干距离等的限制，在不增加天线数目的基础上，在传 统通信网络中可获得与多天线及多跳传输情况下相近的传输增益。所谓虚拟 MIMO指的是：在协同通信系统中，多个中继节点本身可自然形成虚拟的天 MIMO指的是：在协同通信系统中，多个中继节点本身可自然形成虚拟的天 线阵列，节点间通过相互配合和信息互通，模拟传统MIMO技术的应用环境， 线阵列，节点间通过相互配合和信息互通，模拟传统MIMO技术的应用环境， 从而实现联合空时编码的传输方案。与此同时，目的节点不仅接收来自源节 点直接发送的信号，同时还接收来自中继节点转发的信号，并根据无线链路 传输状况和信号质量，选取不同的合并方式进行处理，从而最大限度地利用 有效信息，获得分集增益并有效地提高数据传输速率。

1.2 协作方式根据协作对象的不同，协同通信技术可分为异构网络间的协同通信和 同构网络内的协同通信两大类。 由于历史的原因，在现阶段出现了多种不同接入网络并存的局面： WLAN、WiMAX、蜂窝通信网络以及卫星通信网络等等。尽管这些网 WLAN、WiMAX、蜂窝通信网络以及卫星通信网络等等。尽管这些网 络各具优势，能够在数据传输速率、覆盖范围或支持终端的移动性等 络各具优势，能够在数据传输速率、覆盖范围或支持终端的移动性等 某一方面或者多方面满足用户的需求，但目前还没有一种网络能够同 时达到所有这些方面的需求。为了同时满足不同用户的多种应用需求， 时达到所有这些方面的需求。为了同时满足不同用户的多种应用需求， 未来的通信网络必须要具有将各种网络统一到一个信息平台上的能力。 对于未来的通信网络，国际电信联盟、3GPP和3GPP2等组织从电信网 对于未来的通信网络，国际电信 …… 此处隐藏：6057字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……