協(xié)作通信系統(tǒng)的中繼選擇及其中繼轉(zhuǎn)發(fā)矩陣的研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)谙硎芩o我們帶來便捷的同時(shí)也對(duì)其提出了更高的傳輸速率和質(zhì)量的要求，為了實(shí)現(xiàn)未來無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)速率、高頻譜效率、高覆蓋范圍等目標(biāo)，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這其中充分利用空域資源的多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)與充分利用節(jié)點(diǎn)間協(xié)作行為的中繼協(xié)作通信技術(shù)就是其中的典型代表。MIMO技術(shù)不需要損失頻帶和發(fā)射功率資源就能使數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)容量成倍提升，中繼協(xié)作通信可以擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍、消除信號(hào)覆蓋“盲點(diǎn)”以及提高信

2、號(hào)傳輸質(zhì)量等等，而將MIMO技術(shù)與中繼協(xié)作結(jié)合起來應(yīng)用的MIMO中繼網(wǎng)絡(luò)將會(huì)得到更大的系統(tǒng)性能提升。本文即是圍繞關(guān)于協(xié)作通信的關(guān)鍵問題之一的協(xié)作中繼選擇及MIMO中繼網(wǎng)絡(luò)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)矩陣優(yōu)化展開研究。
　　論文做的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1、研究了協(xié)作通信的基礎(chǔ)知識(shí)，并分別對(duì)各種協(xié)作分集技術(shù)、合并技術(shù)、協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)方式做了詳細(xì)介紹并進(jìn)行仿真比較。研究了MIMO系統(tǒng)常用的預(yù)編碼與檢測技術(shù)，并通過性能的仿真對(duì)比為后面的中繼矩陣轉(zhuǎn)發(fā)

3、設(shè)計(jì)給出參考。
　　2、在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，當(dāng)次用戶（Secondary Users,SU）與主用戶（Primary Users,PU）共用同一頻譜時(shí)，為了不造成對(duì)主用戶的干擾，SU的發(fā)射功率往往很小，致使SU網(wǎng)絡(luò)的中斷概率很高。但是，如果SU能夠獲得周圍節(jié)點(diǎn)的協(xié)作并選取最佳中繼集合進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，那么SU網(wǎng)絡(luò)的中斷概率會(huì)降低。因此，本文提出了干擾溫度約束下的一種基于波束賦形算法的中繼選擇策略——最優(yōu)中繼選擇（BSR）算法，通過推導(dǎo)

4、得到中繼選擇門限公式，使得有限的傳輸功率分配給更高效的鏈路。仿真結(jié)果表明，本文建議方案該可以有效降低系統(tǒng)中斷概率并且優(yōu)于全中繼轉(zhuǎn)發(fā)（AAF）算法和單中繼轉(zhuǎn)發(fā)（SAF）算法。
　　3、MIMO中繼網(wǎng)絡(luò)中通常將中繼轉(zhuǎn)發(fā)矩陣分成接收和發(fā)送兩部分分別設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)矩陣如匹配接收-調(diào)整迫零發(fā)送（MFR-RZFT）中，由于匹配接收的性能較差導(dǎo)致了系統(tǒng)性能并不理想。本文首先分別研究了基于等效矩陣的三角化和對(duì)角化中繼轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化準(zhǔn)則，然后在M