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近年来,无线通信己经逐渐成为人们日常生活中所不可缺少的组成部分。人们对通信的要求也越来越高,人们希望在任何地点任何时间都能实现高质量通信,而大量的用户需求反过来又促进了无线通信的发展,使得通信系统向更高的目标发展。由于未来无线通信是面向数据的,信息论研究结果表明,如果发射端和接收端均知道信道的状态信息,利用时间域上的注水策略(即信道较好时刻分配较多功率,信道较差时分配较少功率甚至不分配功率),可提高衰落信道的容量,但遗憾的是,只有在低信噪比条件下,衰落信道容量才高于AWGN信道容量。然而,如果我们的观点从传统的“点对点”通信转向多用户系统的“点对多点”通信,情况将发生很大的变化。信息论分析结果表明,如果多用户的信道衰落相互独立,且某一时刻只服务于一个具有最好信道的用户,则系统总的吞吐量可以最大化,而且,系统总容量与用户数成正比,几乎在所有用户数下,衰落信道的容量高于AWGN信道。
本文研究了基于机会波束成形的机会通信技术,尤其是多波束机会波束成形。多波束机会波束成形又分为两种情况,一种是导频阶段采用多波束,数据阶段仍采用单波束的方法;另一种是在导频和数据阶段都采用多波束的方法,也即:在导频阶段生成多个波束,然后选择多个最好的用户进行数据传输,选择的依据是信号干扰噪声比(SINR)而非信道增益(因为可能存在波束间干扰),这种方法在时分多址(TDMA)的基础上同时又产生了空分多址(SDMA)增益。本文集中对它们的性能作了全面的比较,仿真结果表明采用多波束机会波束成形增加了空域自由度,将达到扩大未来无线通信系统的总容量的目的。