多用戶-多中繼協(xié)同無線通信技術研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技術作為下一代無線通信關鍵技術之一，能夠有效克服無線信道固有的多徑衰落。然而，由于移動臺尺寸、功耗等因素的限制，在上行鏈路實現(xiàn)MIMO技術具有一定難度。基于此，被稱作“虛擬”MIMO的協(xié)同通信技術應運而生，該技術使多個單天線終端共享彼此天線而獲得空間分集增益，從而提高系統(tǒng)容量和傳輸性能。本文從分集技術與中繼傳輸技術的有效結(jié)合方案入手，對多用戶/多中繼協(xié)

2、同無線通信系統(tǒng)方案設計以及性能分析做系統(tǒng)研究。
　　 第二章研究了基于解耦轉(zhuǎn)發(fā)(Decouple-and-Forward，DCF)的單用戶單中繼協(xié)同通信系統(tǒng)。傳統(tǒng)的解碼轉(zhuǎn)發(fā)(Decode-and-Forward，DF)方式和放大轉(zhuǎn)發(fā)(Amplify-and-Forward，AF)方式之間尋求性能與復雜度的折中，學術界提出DCF協(xié)同方案。本文基于DCF協(xié)議模型，首次推導出空時編碼DCF系統(tǒng)在Nakagami-m信道下的中斷概率精確

3、表達式以及上下界，并通過計算機仿真對理論結(jié)果進行了驗證。研究結(jié)果表明：由于Nakagami-m分布比Rayleigh分布更具一般性(當m=1，即為Rayleigh)，本文結(jié)論能夠代表更廣泛的衰落情形。
　　 第三章研究了基于網(wǎng)絡編碼(Network Coding，NC)的多用戶單中繼協(xié)同通信系統(tǒng)。通過對比傳統(tǒng)多址中繼信道(Multiple Access Relay Channel，MARC)、點對點系統(tǒng)以及基于網(wǎng)絡編碼的協(xié)同通信

4、系統(tǒng)(Network Coding Based Cooperation，NCBC)的資源開銷，得出NCBC是未來解決多用戶單中繼協(xié)同傳輸效率問題的可能途徑。本文借鑒網(wǎng)絡編碼的思想，根據(jù)中繼采用靜態(tài)和自適應模式，分別推導出用戶級和系統(tǒng)級中斷概率精確表達式，并研究了中繼位置對系統(tǒng)性能的影響。研究結(jié)果表明：在同樣的信道和節(jié)點位置情形下，自適應模式性能較靜態(tài)模式有一定提高。不過，靜態(tài)模式在處理上更為簡單。
　　 第四章研究了單用戶多中繼

5、協(xié)同的中繼選擇問題。無論采用哪種協(xié)同分集方法，源節(jié)點的潛在協(xié)同伙伴可能不止一個，如何從眾多潛在中繼節(jié)點中選擇最佳中繼，既可使分集增益最大，又能夠增加中繼的可分配資源，減少系統(tǒng)復雜度，這就是中繼選擇的問題。本文研究了基于位置信息的中繼選擇算法和基于瞬時信道狀態(tài)的中繼選擇算法，并對兩種算法進行了對比。研究結(jié)果表明：基于位置信息的選擇算法，最佳中繼的選擇依賴于源節(jié)點、中繼節(jié)點及目的節(jié)點的位置信息，需要知道或者估計所有中繼節(jié)點和目的節(jié)點之間的距