无线协作通信系统功率分配策略研究

摘要

进入二十一世纪，移动通信发展迅速，特别是近几年移动通信技术的发展势如破竹。协作通信作为一种多天线扩展技术是一个崭新的研究热点领域，它不仅能够避免增设基站带来的巨大成本，而且不受移动终端体积功率限制等因素制约，其思想是利用网络中多个节点的协作来实现传输路径共享，从而提高整个网络的吞吐量。由于协作通信中随着中继节点数目的增加，发射功率也会增加，这会对网络中的其他节点造成干扰，因此，功率资源的分配和管理在无线协作通信中具有举足轻重的地位。对协作通信节点间的发射功率进行合理分配不仅能够把系统中功率资源的利用率提高到最大，而且能够把用户间的干扰降到最低。本文把功率资源和协作通信的中继节点资源以及子载波资源联合起来，实现了无线通信系统良好的性能。
　　首先，论文对协作通信课题的研究背景和意义进行了初步研究，并对无线信道的传播特性和分集技术进行相关介绍，在此基础上对协作通信的提出及其工作原理、发展意义进行介绍，通过对协作通信功率分配策略种类及发展现状进行研究，进而引入协作通信系统功率分配策略的研究课题。
　　其次，对采用协作协议进行信息传送的中继节点通信模型及相关协作协议进行研究。先对协作系统的经典三节点协作通信模型及工作原理进行分析，再对中继节点转发策略
　　中常用的固定协作策略、自适应协作策略及其他协作策略进行介绍，并推导出了在采用不同协作策略下的无线协作系统的中断概率性能。
　　接下来，对采用协作技术进行信息传送的通信模型的中继节点选择进行研究。主要介绍了基于中断概率、误码率、容量门限系统性能的中继节点选择方法，选出合适数量的中继参与通信协作，并通过建模和系统仿真数据来分析和验证。
　　最后，论文对协作OFDMA系统的功率资源的分配问题就行重点研究。本章将第二章的协作策略和第三章的中继节点选择应用到OFDMA系统中，研究了AF模式下基于系统容量性能改善的OFDMA协作通信系统的功率分配策略，对匈牙利算法下的中继节点选择和子载波配对算法进行改进，同时对用户的服务质量进行一定保证，在此基础上对选出的中继节点和子载波进行功率资源分配，并运用MATLAB仿真证明改进算法能使得无线协作系统的容量增加，系统复杂度降低，系统的QoS得到改善。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 无线信道传播特性与分集

1.3 协作通信

1.4 协作系统的功率分配策略及研究现状

1.5论文主要工作及结构安排

2协作通信系统模型及协作策略

2.1 引言

2.2协作通信系统模型及性能分析

2.3协作通信系统的协作策略

2.4本章小结

3协作通信系统的中继选择

3.1引言

3.2 基于系统中断概率性能的协作中继选择

3.3 基于迭代功率分配的协同中继选择

3.4基于系统误比特概率性能的协作中继选择

3.5 基于增益门限值的协作中继选择

3.6 本章小结

4 协作通信系统中的功率分配

4.1引言

4.2系统模型

4.3 经典功率分配策略

4.4 基于AF的OFDMA协作通信系统功率分配

4.5 系统仿真与数据分析

4.6本章小结

5总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果