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MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output)技术被认为是一个能够提高无线通信系统的数据传输率,改善传输质量的重要研究方向。但由于MIMO技术采用了天线阵列,增大了实用系统尺寸,提高了成本,增加了其实现难度。为了克服这个缺点,引入了基于多中继的协同通信系统。基于多中继的协同通信系统利用分布在空间不同位置的中继的天线相互协同,虚拟传统的基于多天线的分集系统,在不明显增加终端实现复杂度的情况下实现分集。基于多中继的协同通信技术融合了MIMO技术,中继技术等优点,能以较低成本增加系统的多用户分集增益,因而成为目前无线通信领域最具有应用前景的研究热点。本文将对协同通信信号传输的关键技术进行深入研究,包括协同通信的同步技术,信道估计技术及分集技术。(1)多中继协同通信系统的同步技术,以分布式多天线系统的同步技术为研究重点。改进了基于不等长序列的同步算法,提升了其定时同步的频偏鲁棒性。之后本章提出了一种时频二维同步算法,适用于中继数量较多的放大前传协同通信系统,具有较高的同步精度。(2)多中继协同通信系统的信道估计技术,重点针对放大前传模式。首先介绍了基于频域训练序列的信道的频域估计算法。接下来本章提出了一种基于循环正交训练序列的时域信道估计算法,该算法具有较高的估计精度和较低的运算复杂度,适用于中继数量较多的放大前传协同通信系统。之后本章又提出了基于Chu序列共用导频的时域信道估计算法,充分利用了Chu序列的性质,具有较好的抗时变信道的能力。(3)多中继协同通信系统的分集技术,重点研究放大前传模式OFDM传输体制下中继节点全速率、满分集、低复杂度的空时编码方案,以及目的节点的信号检测算法。研究了在频率选择性衰落信道下,将扩展正交空时码、准正交空时码应用到协同通信系统中,并通过有限反馈提升分集性能。最后,在回顾本文内容的基础之上,针对文章的理论分析和仿真结果,探讨今后协同通信系统的改进思路及方法。