多输入多输出(MIMO)技术通过在发射端和接收端配置多天线,提高了系统的容量,改善了系统的性能。但是,这只有在天线阶数足够高、天线间距至少为工作频率波长λ的四分之一的时候,MIMO系统的优势才会明显,这有悖于目前移动终端设备日益小型化、便携式的趋势。为此,人们根据Ad hoc网络的中继和合作的思想提出了虚拟MIMO,又称为虚拟天线阵列VAA。单天线终端联合空间相邻的单天线终端组成VAA,协作完成信息的传输,很好地解决了MIMO技术在无线通信系统应用中所面临的难题。在虚拟MIMO系统中,除了要完成VAA小区间信息的协作接力传输之外,还需要进行VAA小区内信息的共享,与传统的MIMO系统相比,虚拟MIMO系统的性能有着很大的不同。本文针对自组织的虚拟MIMO系统,重点研究了它的性能指标,具体工作如下:1.研究了虚拟MIMO系统中合作通信和小区接力等传输机制和方法,提出了一种通过接力节点和目的节点反馈的信号质量,选择簇内“质量好”的节点参与信息的协作接力传输的算法。2.在仔细分析虚拟MIMO技术特点和工作原理的基础上,深入研究了虚拟MIMO系统的性能,尤其是对其能量消耗、系统时延进行了详细的分析,推导出了直观的计算公式,并用MATLAB对数值结果进行仿真分析。同时,对虚拟MIMO系统的容量也进行了初步的讨论,简略地介绍了一下中断容量概率的概念。3.根据上文对虚拟MIMO系统的性能分析,提出了一种基于时延的低能耗多跳虚拟MIMO协议。该协议能够通过在完成聚簇的接力簇中,选择出合适数目的接力簇参与协作(在满足时延不大于最大时延的前提下),并选择出最佳的合作接力路径传输数据,来改善系统的发射总功率。