發(fā)布時(shí)間：2017-10-17 05:35

  本文關(guān)鍵詞：協(xié)作通信中繼協(xié)議及最優(yōu)中繼選擇策略研究

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【摘要】：目前,協(xié)作通信技術(shù)已成為無(wú)線通信領(lǐng)域的一個(gè)前沿研究熱點(diǎn)。該技術(shù)通過(guò)中繼協(xié)作可有效抵抗無(wú)線信道的衰落特性及不穩(wěn)定性,從而提升通信系統(tǒng)傳輸性能。本文圍繞無(wú)線協(xié)作通信的中繼技術(shù)開(kāi)展相關(guān)研究,主要針對(duì)協(xié)作通信的中繼協(xié)議及最優(yōu)中繼選擇策略進(jìn)行了研究。論文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.分析比較了幾種典型的中繼協(xié)議性能,并針對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)(Amplify-and-Forward,AF)協(xié)議的噪聲放大和解碼轉(zhuǎn)發(fā)(Decode-and-Forward,DF)協(xié)議的錯(cuò)誤傳播問(wèn)題,通過(guò)引入自動(dòng)重傳請(qǐng)求(Automatic Repeat-Request,ARQ)方式的增量中繼,提出了一種增強(qiáng)選擇的混合譯碼放大轉(zhuǎn)發(fā)(Incremental Selection Hybrid Decode-Amplify Forward,ISHDAF)協(xié)議。該協(xié)議可根據(jù)目的節(jié)點(diǎn)的反饋信息,分別決定采用直接傳輸、源節(jié)點(diǎn)重傳和協(xié)作傳輸。理論分析與數(shù)值仿真表明,該協(xié)議不僅能提高混合譯碼放大轉(zhuǎn)發(fā)(Hybrid Decode-Amplify Forward,HDAF)協(xié)議的頻譜效率,且和增強(qiáng)選擇的放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(Incremental Selection Amplify-and-Forward,ISAF)相比,還能改善系統(tǒng)誤碼率和中斷性能。在誤碼率同為510-時(shí),ISHDAF協(xié)議相比ISAF協(xié)議約有1dB的信噪比增益;當(dāng)中斷概率為10~(-2)時(shí),ISHDAF協(xié)議的性能比ISAF協(xié)議提高了0.7dB。2.總結(jié)和比較了基于不同準(zhǔn)則的中繼選擇策略,其中機(jī)會(huì)中繼選擇策略通過(guò)選擇最優(yōu)中繼參與協(xié)作,可獲得與全中繼協(xié)作相同的分集增益,且具有較好的自適應(yīng)性。于是,結(jié)合機(jī)會(huì)中繼,提出了一種HDAF協(xié)議下的最優(yōu)中繼選擇策略。相對(duì)固定中繼協(xié)議下的中繼選擇策略,該策略能更好地改善系統(tǒng)誤碼和中斷性能,且中繼數(shù)量越多,它所體現(xiàn)的性能改善也越顯著。在中斷概率為10~(-2),中繼數(shù)量從2增到8時(shí),該策略可獲約5dB的性能增益;當(dāng)誤碼率為10~(-3)時(shí),相對(duì)2個(gè)中繼,所提策略在8個(gè)中繼時(shí)約有2dB的信噪比增益。3.為了提高全天候協(xié)作系統(tǒng)的頻譜效率,提出了一種基于門限決策的選擇解碼轉(zhuǎn)發(fā)(Selection Decode-and-Forward,SDF)協(xié)議下的最優(yōu)中繼選擇策略,并推導(dǎo)了該策略在高信噪比時(shí)中斷概率和頻譜效率的近似表達(dá)式。仿真分析表明,該策略可根據(jù)不同的信噪比環(huán)境和中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目來(lái)選取適當(dāng)?shù)膮f(xié)作門限,從而改善系統(tǒng)頻譜效率和中斷概率。當(dāng)信噪比較低且中繼較少時(shí),不同門限下的中斷概率相差不多,協(xié)作門限增加0.09,系統(tǒng)頻譜效率可提高0.12;在高信噪比和多中繼協(xié)作場(chǎng)景中,不同門限下的頻譜效率較為接近,當(dāng)系統(tǒng)中斷概率為10-2時(shí),協(xié)作門限減少0.9,系統(tǒng)可獲約1.1dB的性能增益。隨著無(wú)線通信理論及應(yīng)用的發(fā)展,作為其關(guān)鍵技術(shù)之一的協(xié)作通信也獲得了較大提高。因此,本文對(duì)協(xié)作通信的中繼協(xié)議及最優(yōu)中繼選擇策略的研究將具有較高的理論和應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：協(xié)作通信 中繼協(xié)議 最優(yōu)中繼選擇 中斷概率 誤碼率 頻譜效率
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究意義10-11
• 1.3 協(xié)作通信的發(fā)展和研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 協(xié)作通信的典型應(yīng)用13-15
• 1.4.1 蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(3G/B3G/4G)中的應(yīng)用13-14
• 1.4.2 無(wú)線局域網(wǎng)(802.11x)中的應(yīng)用14
• 1.4.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用14-15
• 1.5 研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第2章 協(xié)作通信的中繼技術(shù)基礎(chǔ)16-29
• 2.1 無(wú)線通信中的分集技術(shù)16-20
• 2.1.1 分集技術(shù)16-17
• 2.1.2 分集合并技術(shù)17-19
• 2.1.3 三種合并技術(shù)的誤碼率比較19-20
• 2.2 協(xié)作通信的基本系統(tǒng)模型20-21
• 2.3 協(xié)作通信的中繼協(xié)議21-26
• 2.3.1 固定中繼協(xié)議21-23
• 2.3.2 選擇DF中繼協(xié)議23-24
• 2.3.3 增量中繼協(xié)議24-25
• 2.3.4 其它中繼協(xié)議25
• 2.3.5 各中繼協(xié)議的比較25-26
• 2.4 協(xié)作通信的中繼選擇策略26-28
• 2.4.1 基于不同準(zhǔn)則的中繼選擇策略27-28
• 2.4.2 不同中繼選擇策略的比較28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 增強(qiáng)選擇的混合譯碼放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議研究29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 系統(tǒng)模型29-30
• 3.3 ISHDAF協(xié)議描述30-32
• 3.4 理論分析32-34
• 3.4.1 誤碼率分析32-33
• 3.4.2 中斷概率分析33-34
• 3.4.3 頻譜效率分析34
• 3.5 數(shù)值仿真34-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第4章 協(xié)作通信的最優(yōu)中繼選擇策略研究38-54
• 4.1 引言38
• 4.2 最優(yōu)中繼選擇協(xié)作場(chǎng)景下的系統(tǒng)模型38-40
• 4.3 機(jī)會(huì)中繼選擇策略40-41
• 4.3.1 AF機(jī)會(huì)中繼選擇策略40
• 4.3.2 DF機(jī)會(huì)中繼選擇策略40-41
• 4.4 混合譯碼放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議下的最優(yōu)中繼選擇策略41-46
• 4.4.1 算法描述41-43
• 4.4.2 性能分析43-44
• 4.4.3 對(duì)比仿真44-46
• 4.5 基于門限決策的SDF協(xié)議下最優(yōu)中繼選擇策略46-53
• 4.5.1 策略描述46-48
• 4.5.2 理論分析48-51
• 4.5.3 仿真分析51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 第5章 總結(jié)與展望54-56
• 5.1 總結(jié)54-55
• 5.2 后續(xù)研究工作的展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 附錄61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1047127