多用戶系統(tǒng)中緩沖輔助中繼關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、將現(xiàn)有移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)與中繼技術(shù)結(jié)合是當(dāng)前以及未來無線通信的一種發(fā)展趨勢，是一種行之有效的、能顯著提升系統(tǒng)性能的解決方案。現(xiàn)有的中繼傳輸技術(shù)都是采用一種固定的策略進(jìn)行收發(fā)，在半雙工中繼系統(tǒng)中，系統(tǒng)采用一發(fā)一收的策略，即在前一個(gè)時(shí)隙發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)給中繼，在后一個(gè)時(shí)隙中繼立即將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給接收端，依次交替。但這種中繼傳輸策略受瞬時(shí)信道狀況的影響較大，即當(dāng)發(fā)送端要向中繼發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，此時(shí)若發(fā)送端和中繼之間信道狀況較差或者中繼端向接收端發(fā)送數(shù)據(jù)而此時(shí)

2、中繼和接收端信道狀況較差，傳統(tǒng)中繼系統(tǒng)這種固定的傳輸策略都會(huì)使系統(tǒng)難以取得理想的性能。
　　緩沖輔助中繼傳輸技術(shù)可以克服傳統(tǒng)中繼固定傳輸策略的缺點(diǎn)，在中繼處設(shè)置緩沖區(qū)，中繼可以存儲(chǔ)從發(fā)送端發(fā)來的數(shù)據(jù)而不必遵循傳統(tǒng)一發(fā)一收的固定傳輸策略，從而更加靈活的選擇傳輸策略，增加了鏈路選擇的自由度。在緩沖輔助中繼傳輸過程中，系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前信道質(zhì)量情況和緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，結(jié)合特定的策略，自適應(yīng)地選擇鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。緩沖和中繼傳輸相結(jié)合的

3、技術(shù)，打破了傳統(tǒng)中繼系統(tǒng)的固定傳輸機(jī)制，開辟了中繼傳輸技術(shù)新的領(lǐng)域。本文主要研究了多用戶系統(tǒng)中的緩沖輔助關(guān)鍵技術(shù)，即有多個(gè)發(fā)送端、多個(gè)接收端、單個(gè)中繼的緩沖輔助中繼網(wǎng)絡(luò)。
　　首先，對傳統(tǒng)中繼和緩沖輔助中繼進(jìn)行了介紹，并對緩沖輔助中繼的研究現(xiàn)狀做了詳細(xì)描述。
　　其次，分析了系統(tǒng)中包含多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的緩沖輔助中繼選擇技術(shù)，即系統(tǒng)存在多個(gè)中繼，每個(gè)中繼處均擁有可以存儲(chǔ)發(fā)送端發(fā)送給中繼數(shù)據(jù)的緩沖器，系統(tǒng)可以選擇合適的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)

4、據(jù)的收發(fā)。本文介紹了最大-最大中繼選擇策略（Max-Max Relay Selection，MMRS）、混合中繼選擇策略（Hybrid Relay Selection， HRS）和最大中繼選擇策略（Max-link Relay selection，MLRS），并對以上策略的中斷概率和分集增益進(jìn)行了推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證。
　　接著，針對多用戶系統(tǒng)，提出了提升系統(tǒng)整體和速率的多用戶系統(tǒng)中的緩沖輔助中繼鏈路選擇技術(shù)，即多用戶緩沖輔助中繼系統(tǒng)根

5、據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的信道狀態(tài)信息（Channel State Information，CSI）自適應(yīng)地選擇在本時(shí)隙是選擇發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)還是中繼發(fā)送以及選擇哪一條特定鏈路。具體的，在緩沖空間無限大的前提下以統(tǒng)計(jì)意義上中繼處接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的平衡作為約束條件，將系統(tǒng)總的和速率作為優(yōu)化目標(biāo)，運(yùn)用KKT條件求出基于系統(tǒng)和速率最大的最優(yōu)鏈路選擇策略。此外，還給出了一種減少計(jì)算復(fù)雜度的次優(yōu)的鏈路選擇策略，并將最優(yōu)鏈路選擇策略和次優(yōu)鏈路選擇策略進(jìn)行了仿真對比。