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基于无线协作通信系统的增强覆盖技术研究

来源:论文联盟  作者:代靖凯 [字体: ]

基于无线协作通信系统的增强覆盖技术研究

为了有效提升系统性能,将通信技术与其它技术相结合,或者是采用其它方式从而实现信号传输质量的提升。比如扩大覆盖范围,能够使得数据节点传输半径有效增大。也可以利用多节点协作传输,消除覆盖盲点。每一种方法都有其自身的特点,需要在应用的时候结合到实际情况的需要,并考虑到技术对各方面的要求,灵活选择。
  1 协作通信系统
  协作通信技术是对空间资源进行利用的一种手段,该系统中,参与通信的实体可以通过协作的方式实现对资源的共享,以此来达以资源效率提升的目的。当协调机制建立后。通过对方天线应用发出信号。构成虚拟天线阵列。而阵列建立则能够提升系统容量并且确保系统的频谱效率更高。系统性能能够在布网开销最小的状态下达到最优。具体来说其特点体现在。覆盖的范围扩大。应用此方式,能够实现多节点协作传输,单节点信号传输的半径能够增大。覆盖盲点得以消除,多节点协作传输方式形成,原本处于通信盲点节点能够形成视距传输,从而使得链路质量得以改善。系统性能得以提升,应用协调通信的方式能够实际通信工作在信号发射与接收时,以时空联合的方式进行,并且在此过程中获得利用与分集增益。并且协作通信技术与其它的技术相结合,系统性能与稳定性方面也能够得到一定提升,技术潜力非常大,市场前景非常广阔。
  2 协作分集技术
  2.1 分集方式
  分集技术作为一项基本的技术,其作用在于提升传输性能,对抗多路径衰落。常见的分集方式包括了空间,极化,时间,分频分集等。
  首先就空间分集技术而言,其利用的是电磁波场强会随空间变化而相应变化来实现的。多径传播的差异与空间距离是呈正比的。距离越大差异就越大。较典型的空间分集方式是接收或者发射端利用空间排列的多天线或者天线阵列来实现。如果天线之间间距足够大时,不同天线对之间衰落信道看作是互相独立的。空间分集又可以将其分为空间接收与发送分集。前者指的是将天线设置于空间不同垂直高度,同时接收同一本文由论文联盟http://www.LWlm.cOM收集整理个微波信号,信号由发射天线发出。之后选择其中较强的信号或者是合成。对于接收端天线的要求是距离需要大于半个波长。确保天线输出信号的不相关性。发射分集则是增加发射天线于发射端,可以进行空时码或者是重复编码。空间分集的情况包括多输入单输出与输出,单输入多输出等。一般情况下天线的数量越多,对性能提升的效果就越好。但是分集天线的数量需要保持在一个合理的水平。数量过多会对性能改善造成不利影响。空间分集能够实现分集增益。分集增益是指系统误码性能改善。空间分集与时间、频率分集成存有明显差异。空间分集不会对空间利用率造成损失。因此空间分集技术对于大量数据的高速传输有更大的优势。
  时间分集则是指将同一信号一定的时间间隔多次重复发送,从而实现分集效果。为确保已经改善的信息能经历不同的信道衰落,必须要对信息重复改善时间进行严格控制。移动通信中通常是利用差错控制编码来实现时间分集。与空间、分集技术相比较,时间分集的优点在于无需要增大发射功率,也不需要增加天线或者是相关设备。而不足之处则在于时隙资源会被占用,开销增大而传输工作的效率会被降低。为了有效的利用时间分集则必须要进行交织与时间编码。如果时延限制较为严格或者是相干时间大,时间分集就无法再利用。
  频率分集。该方式是利用两个或者是以上的频段发送与接收同一信息,并且需要确保频率间隔。载波间隔要满足要求,以此来保证频率传输的信号衰落是相对独立的。之后通过合并处理以此来实现相应功能。为确保不同频率的衰落统计互不相干,发射频度间隔通常是信道相干带宽的倍数。某些情况下,也可以将扩频技术划分到频率分集之中,该技术作为频率分集的一种形式,相比于空间分集,天线与设备数量在天线端能够明显的减少。但是其不足之处在于需要在不同频带进行信号发射会占用频带资源。发射端需要一定数量的发射机。工作效率降低的同时,成本也会增加。
  合并接收,分集技术利用频域,时域或者是空域,使接收端收到多个信号副本。而利用副本获得分集收益就必须要利用到合并技术。合并的方式多种多样,并且在性能与复杂程度方面也各不相同。一般情况下都是线性合并,合并输出是不同支路的加权和。对于多支路分集系统而言,在合并时需要使其相同。如果不相同,在合并后信号相加可能减弱也可能会增强。从而形成严重的信号衰落。合并技术可以将其分为选择合并,最大比合并,等增益合并等。
  2.2 中继协作通信模型
  中继协作通信模型可以将其分为三种,两跳多中继传输模型,三端传输模型,多跳传输模型。其中三端中继模型是最简单的一种模型。该模型中,系统性能会受到中继,端源,目的端信道衰落特影响,与协作协议也有密切关系。协作方式的选择侧通常是依据中继信道质量,所处的位置,以此达到系统性能提升与通信质量提升的目的。中继协作协议依据不同方式可以将其分为多个类别。
  2.3 中继协作分集协议
  依据不同的方式可以将分集协议分为不同的类别。依据信道拷入可以分为正交与非正交协作分集。依据对信号传输与处理方式的差异可以将其分为解码转发,放大轉发,编码协作等类型。非反馈型与反馈型中继协作则是依据目的端是否有反馈信息对源端指示,或者是时隙源端的数据解码是否正确等。
  3 空时编码技术
  为确保数据传输速率,可以通过增加带宽或者是发射功率来达到要求,这两种方式无论是对于大范围无线网络或者是局部无线网络都能够适用。而频谱作为一项宝贵的资源,达到提升传输效率的目的可以通过提升系统频谱的利用效率。正是依据这种思想,MIMO技术得到了研发。该技术是在发射与接收端通过多个天线应用进行信号收发工作,从而实现在带宽相同的情况下,提升系统容易与频谱的利用率,频谱利用率提升需要收发端处理难度较大的空间信号。并且随着相关技术的应用发展,,设备终端计算能力能够为工作开展提供相应保障。空时编码依据发射结构与解码方案的不同,可以将其分为不同的类别。

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