本文關(guān)鍵詞：基于中斷概率的無線協(xié)作中繼選擇算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,極大地便利并豐富了人們?nèi)粘５墓ぷ骱蜕�。為更好地滿足人們對無線通信系統(tǒng)提出的更高要求,無線通信技術(shù)需要進一步發(fā)展,以使無線通信系統(tǒng)達到更快的傳輸速率,更大的系統(tǒng)容量以及更高的頻譜效率。而無線信道中存在的衰落效應制約著無線通信系統(tǒng)性能的提升,這就對無線通信系統(tǒng)的抗衰落性能提出了挑戰(zhàn)。協(xié)作通信利用系統(tǒng)中各節(jié)點的相互協(xié)作來傳遞信息,共享空間信道,從而形成虛擬的MIMO系統(tǒng),能有效克服衰落效應造成的影響,改善無線通信系統(tǒng)性能。中繼節(jié)點選擇是協(xié)作通信研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文在現(xiàn)有中繼節(jié)點選擇算法的基礎上,進一步研究能有效提高協(xié)作性能,并相應減少計算復雜度和系統(tǒng)開銷的中繼節(jié)點選擇算法。首先,本文對協(xié)作通信中的相關(guān)知識進行了介紹,包括協(xié)作通信的工作原理;主要應用場景;基本模型;使用的主要技術(shù);轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和轉(zhuǎn)發(fā)方式,對其性能進行了分析和比較;并詳細介紹了協(xié)作通信中現(xiàn)有的中繼節(jié)點選擇算法和功率分配算法,以及相關(guān)算法的不足之處,進而引出了本文的研究要點。其次,針對現(xiàn)有中繼節(jié)點選擇算法的不足,本文提出了一種高效的多優(yōu)化目標的中繼節(jié)點選擇算法。為減少系統(tǒng)開銷,本算法利用節(jié)點間的統(tǒng)計信道狀態(tài)信息進行中繼節(jié)點選擇。本算法具體步驟為:根據(jù)本文提出的判定定理,判定源節(jié)點需要協(xié)作時,定義中繼節(jié)點的等效信道增益,進行中繼節(jié)點預選,以此提高中繼節(jié)點選擇效率;以最小化單中繼平均中斷概率為目標,得出參與協(xié)作的中繼節(jié)點個數(shù);為聯(lián)合優(yōu)化中斷概率和網(wǎng)絡壽命,求解各預選中繼節(jié)點的聯(lián)合優(yōu)化函數(shù)和優(yōu)先級排序,由此確定參與協(xié)作的中繼節(jié)點集合。最后,對本算法進行了仿真和分析。仿真結(jié)果表明,本文所提出的算法能有效提高協(xié)作系統(tǒng)性能,且具有較低的復雜度。然后,為進一步優(yōu)化無線協(xié)作系統(tǒng)性能,本文以最小化中斷概率為目標,提出了一種基于中繼節(jié)點等效信道增益的單中繼節(jié)點選擇和求解優(yōu)化函數(shù)駐點進行功率分配的算法,以及基于功率分配的多中繼節(jié)點選擇算法。對于后者的研究,本文利用拉格朗日乘子法和二分法實現(xiàn)功率分配,采用中繼節(jié)點貢獻因子排序法實現(xiàn)中繼節(jié)點選擇。通過仿真驗證了基于功率分配的中繼節(jié)點選擇算法能更有效的降低中斷概率,且本文所提算法與傳統(tǒng)算法和其它次優(yōu)算法相比性能提高,運算量減小。最后,對本文工作內(nèi)容進行了總結(jié)和評價,并提出了后續(xù)的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：協(xié)作通信 中繼節(jié)點選擇 功率分配 等效信道增益
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究概述12-16
• 1.2.1 協(xié)作通信中繼節(jié)點選擇12-15
• 1.2.2 協(xié)作通信功率分配15-16
• 1.3 本文主要工作16
• 1.4 本文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 協(xié)作通信概述18-31
• 2.1 協(xié)作通信的主要應用場景18
• 2.2 協(xié)作模型18-21
• 2.2.1 兩跳中繼協(xié)作模型19-20
• 2.2.2 多跳中繼協(xié)作模型20-21
• 2.2.3 雙向中繼協(xié)作模型21
• 2.3 分集與合并技術(shù)21-23
• 2.3.1 分集技術(shù)21-23
• 2.3.2 合并技術(shù)23
• 2.4 轉(zhuǎn)發(fā)方式23-29
• 2.4.1 放大轉(zhuǎn)發(fā)方式23-26
• 2.4.2 解碼轉(zhuǎn)發(fā)方式26-27
• 2.4.3 編碼協(xié)作方式27-28
• 2.4.4 性能比較28-29
• 2.5 轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 等功率分配下的無線協(xié)作中繼選擇算法31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 系統(tǒng)模型31-32
• 3.3 放大轉(zhuǎn)發(fā)方式多協(xié)作中繼下的中斷概率32-33
• 3.4 POARS算法推導33-37
• 3.4.1 協(xié)作判定33-34
• 3.4.2 中繼節(jié)點的預選34-35
• 3.4.3 中繼節(jié)點的確定35-37
• 3.5 算法復雜度分析37
• 3.6 仿真結(jié)果與分析37-40
• 3.7 本章小結(jié)40-41
• 第4章 基于功率分配的無線協(xié)作中繼選擇算法41-51
• 4.1 引言41
• 4.2 系統(tǒng)模型41-42
• 4.3 單中繼節(jié)點選擇和功率分配算法42-44
• 4.4 基于功率分配的多中繼節(jié)點選擇算法44-47
• 4.4.1 基于拉格朗日乘子法和二分法的功率分配算法44-46
• 4.4.2 中繼節(jié)點選擇46-47
• 4.5 仿真結(jié)果與分析47-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第5章 總結(jié)與展望51-53
• 5.1 本文總結(jié)51-52
• 5.2 未來展望52-53
• 參考文獻53-56
• 致謝56-57
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文和參加的科研項目57

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