协同通信系统性能分析与功率分配方案研究

摘要

在移动通信系统中，为满足高速率数据业务的发展需求，新的通信技术不断出现以提高系统的性能和容量。多输入多输出(MIMO)技术，可以提供分集增益，消除无线信道多径衰落带来的影响，大大地提高系统的容量和可靠性。但是，由于受到移动终端体积、功率、天线位置等因素的限制，多输入多输出(MIMO)技术很难直接在移动终端中应用。协同通信类似于多输入多输出(MIMO)系统，它的基本思想是用户通过分布式传输和处理，共享各自的天线和资源，形成一个虚拟的MIMO系统，从而实现分集增益，提高系统的容量和可靠性。
　　 本文首先分析了协同通信中的三种主要的中继转发方案在瑞利信道条件下的系统模型和性能，进行了仿真并比较了三种方案的优缺点。然后介绍了空时码，并研究了正交和准正交设计的分布式空时码系统。最后重点研究了采用分布式空时码的协同通信系统的三种功率分配方案：一种是使期望SNR最大的功率分配方案，并提出了一种新的性能分析方法；另外两种是基于目标BER最小的功率分配方案，其中一种是基于精确MGF函数的功率分配方案，另一种是基于近似MGF函数的功率分配方案。我们对这三种方案分别建模，并进行错误概率仿真比较。结果表明，两种基于目标BER最小的功率分配方案要优于基于SNR最大的功率分配方案，基于精确MGF函数的功率分配方案要稍好于基于近似MGF函数的功率分配方案。