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《認(rèn)知mimo系統(tǒng)中差分空時(shí)編碼技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、認(rèn)知MIMO系統(tǒng)中差分空時(shí)編碼技術(shù)摘要：認(rèn)知MIMO系統(tǒng)利用了差分空時(shí)編碼技術(shù)。MIMO系統(tǒng)中的認(rèn)知鏈路和授權(quán)鏈路均采用兩個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線。在認(rèn)知系統(tǒng)中，認(rèn)知用戶可以有機(jī)會(huì)使用授權(quán)的頻譜，即可以利用閑置中的授權(quán)頻帶，這樣整個(gè)頻譜效率就提高了。多發(fā)射天線多接受天線的空時(shí)編碼技術(shù)能使多徑衰減的影響最小且改善性能，提高無線信道的數(shù)字傳輸容量，但是需要假設(shè)接收端有最優(yōu)信道狀態(tài)信息估計(jì)且利用相關(guān)檢測(cè)。然而在一些情況下，如快速移動(dòng)的環(huán)境或者信道快速衰減，精確地估計(jì)認(rèn)知MIMO系統(tǒng)的信道狀態(tài)是很困難的或者代價(jià)太高。為解決此問題，我們?yōu)檎J(rèn)知MIMO系統(tǒng)提出了一種差分空時(shí)編碼技術(shù)。1引
2、言近年來隨著無線技術(shù)的發(fā)展，公共無線頻譜資源變得越來越稀少。大多數(shù)的無線技術(shù)創(chuàng)新都是在未授權(quán)頻段進(jìn)行的，因此未授權(quán)頻段變得擁擠。然而大部分的授權(quán)頻段在某些時(shí)間段和某些地方卻未被使用。認(rèn)知無線（CR）是解決此問題的一項(xiàng)重要的技術(shù)，它允許未授權(quán)（認(rèn)知）用戶可以有機(jī)會(huì)使用正在閑置的授權(quán)頻譜，這樣頻譜效率就能得到很大的提高。提高無線網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)環(huán)境是現(xiàn)在發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)就是在這種趨勢(shì)下發(fā)展起來的。而有線網(wǎng)絡(luò)也有這個(gè)趨勢(shì)，不能被有前景的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)排除在外，但是在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，無線網(wǎng)絡(luò)是研究的焦點(diǎn)。先前的研究將無線與認(rèn)知結(jié)合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一系列的問題，認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)為解決這些問題
3、給出了一種新方法。眾所周知，多發(fā)射天線多接受天線的空時(shí)編碼技術(shù)能使多徑衰減的影響最小且改善性能，提高無線信道的數(shù)字傳輸容量。但是在這種條件下，通常假設(shè)接收端有最優(yōu)信道狀態(tài)信息估計(jì)且利用相關(guān)檢測(cè)。當(dāng)信道狀態(tài)變化的速度低于符號(hào)率時(shí)，發(fā)射端發(fā)送試點(diǎn)序列，接收端可以精確地估計(jì)信道狀態(tài)信息。然而，在一些情況下，如高速移動(dòng)的環(huán)境或者信道衰減變化快速時(shí)，精確地估計(jì)信道狀態(tài)信息是很困難的，有時(shí)代價(jià)太高。對(duì)于這樣的情況，利用差分空時(shí)編碼是有效的，因?yàn)椴罘挚諘r(shí)編碼技術(shù)不要求發(fā)射機(jī)和接收機(jī)估計(jì)信道狀態(tài)信息。對(duì)于單發(fā)射天線，差分方案，如差分相移鍵控（DPSK），在解調(diào)時(shí)不需要信道估計(jì)。差分方案被廣泛
4、的應(yīng)用于實(shí)際的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中。下面我們考慮將差分空時(shí)編碼方案應(yīng)用到MIMO系統(tǒng)中。我們提出差分空時(shí)編碼方案，因?yàn)榻獯a時(shí)接收端不需要信道狀態(tài)信息。在本文中，將以分布式差分空時(shí)編碼方案為例，討論差分空時(shí)編碼方案的應(yīng)用。2認(rèn)知MIMO系統(tǒng)2.1MIMO技術(shù)MIMO(Multiple-InMultiple-Out，多輸入多輸出)技術(shù)是無線移動(dòng)通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破。MIMO技術(shù)能在不增加帶寬的情況下，成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。隨著世界各國對(duì)該技術(shù)的不斷研究完善，我們有理由相信MIMO技術(shù)將成為新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)所必須采用的關(guān)鍵技術(shù)。MIMO技術(shù)源于無線通信天線
5、分集技術(shù)與智能天線技術(shù)，它是多入單出（MISO）與單入多出（SIMO）技術(shù)的結(jié)合，具有兩者的優(yōu)勢(shì)和特征。MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線單元，運(yùn)用先進(jìn)的天線傳輸與信號(hào)處理技術(shù)，利用無線信道的多徑傳播，因勢(shì)利導(dǎo)，開發(fā)空間資源，建立空間并行傳輸通道，在不增加帶寬與發(fā)射功率的情況下，成倍地提高無線通信的質(zhì)量與數(shù)據(jù)速率，堪稱現(xiàn)代通信領(lǐng)域的重要技術(shù)突破。MIMO技術(shù)已不是傳統(tǒng)的無線通信智能天線，其優(yōu)勢(shì)已非常規(guī)智能天線所及。智能天線采用加權(quán)選擇算法驅(qū)動(dòng)波束指向，通過將能量聚集到期望方向而提高信噪比，抑制而不是利用多徑傳播。對(duì)于MIMO系統(tǒng)，若其M副發(fā)射天線和N副接收天線形成的無線
6、鏈路M×N信道矩陣的元素是完全獨(dú)立的，則系統(tǒng)的容量隨最小天線數(shù)目線性增長(zhǎng)。理論上，如果天線的空間和成本與射頻通道不受限制，MIMO系統(tǒng)就能提供無限大的容量，這是空間維數(shù)充分結(jié)合時(shí)間維數(shù)的結(jié)果，即采用空時(shí)編碼的數(shù)據(jù)流利用的是矩陣信道而不是智能天線系統(tǒng)中的向量信道傳輸數(shù)據(jù)。MIMO技術(shù)利用了無線信道多徑傳播的固有特性。如果在發(fā)送端與接收端同時(shí)采用多天線系統(tǒng)，只要各天線單元間距足夠大，無線信道散射傳播的多徑分量足夠豐富，各對(duì)發(fā)/收天線單元間的多徑衰落就趨于獨(dú)立，即各對(duì)等效的發(fā)/收天線間的無線傳輸信道趨于獨(dú)立，即這些同頻率、同時(shí)間、同信道特征碼的子信道趨于相互正交。2.2MIMO技術(shù)
7、研究進(jìn)程無線通信系統(tǒng)的3個(gè)最主要的有害因素是信號(hào)衰落、碼間干擾（ISI）和共信道干擾（CCI）。信號(hào)衰落和碼間干擾是由無線信道的多徑傳播產(chǎn)生的，CCI一般是由共信道用戶或系統(tǒng)中未知的干擾源產(chǎn)生的。為了對(duì)抗信號(hào)衰落，單用戶MIMO系統(tǒng)采用分集技術(shù)來處理，如空間分集、時(shí)間分集、極化分集和頻率分集?？臻g分集和極化分集通過采用陣列天線而獲得；頻率分集可通過利用多徑物理信道來獲得；時(shí)間分集可通過具體的（編碼調(diào)制）發(fā)射技術(shù)而獲得。為了消除或者利用無線通信系統(tǒng)中的ISI，信道均衡技術(shù)包括自適應(yīng)均衡或者rake接收，可
