多用戶(hù)-多中繼協(xié)同無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技術(shù)作為下一代無(wú)線(xiàn)通信關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠有效克服無(wú)線(xiàn)信道固有的多徑衰落。然而，由于移動(dòng)臺(tái)尺寸、功耗等因素的限制，在上行鏈路實(shí)現(xiàn)MIMO技術(shù)具有一定難度。基于此，被稱(chēng)作“虛擬”MIMO的協(xié)同通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)使多個(gè)單天線(xiàn)終端共享彼此天線(xiàn)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(shù)與中繼傳輸技術(shù)的有效結(jié)合方案入手，對(duì)多用戶(hù)/多中繼協(xié)

2、同無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)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(hù)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(fù)雜度的折中，學(xué)術(shù)界提出DCF協(xié)同方案。本文基于DCF協(xié)議模型，首次推導(dǎo)出空時(shí)編碼DCF系統(tǒng)在Nakagami-m信道下的中斷概率精確

3、表達(dá)式以及上下界，并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真對(duì)理論結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明：由于Nakagami-m分布比Rayleigh分布更具一般性(當(dāng)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(luò)編碼(Network Coding，NC)的多用戶(hù)單中繼協(xié)同通信系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)多址中繼信道(Multiple Access Relay Channel，MARC)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)以及基于網(wǎng)絡(luò)編碼的協(xié)同通信

4、系統(tǒng)(Network Coding Based Cooperation，NCBC)的資源開(kāi)銷(xiāo)，得出NCBC是未來(lái)解決多用戶(hù)單中繼協(xié)同傳輸效率問(wèn)題的可能途徑。本文借鑒網(wǎng)絡(luò)編碼的思想，根據(jù)中繼采用靜態(tài)和自適應(yīng)模式，分別推導(dǎo)出用戶(hù)級(jí)和系統(tǒng)級(jí)中斷概率精確表達(dá)式，并研究了中繼位置對(duì)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(diǎn)位置情形下，自適應(yīng)模式性能較靜態(tài)模式有一定提高。不過(guò)，靜態(tài)模式在處理上更為簡(jiǎn)單。
　　 第四章研究了單用戶(hù)多中繼

5、協(xié)同的中繼選擇問(wèn)題。無(wú)論采用哪種協(xié)同分集方法，源節(jié)點(diǎn)的潛在協(xié)同伙伴可能不止一個(gè)，如何從眾多潛在中繼節(jié)點(diǎn)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(fù)雜度，這就是中繼選擇的問(wèn)題。本文研究了基于位置信息的中繼選擇算法和基于瞬時(shí)信道狀態(tài)的中繼選擇算法，并對(duì)兩種算法進(jìn)行了對(duì)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(lài)于源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)及目的節(jié)點(diǎn)的位置信息，需要知道或者估計(jì)所有中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的距