DF协作通信网络中的链路自适应及中继选择研究

摘要

协作通信技术是MIMO（多输入多输出）技术的进一步使用，该技术可以使具有单根天线的移动台获得类似于MIMO系统中的某些增益，其基本思想是在多用户环境中，具有单根天线的移动台可以按照一定的方式来共享彼此的天线从而产生一个虚拟MIMO系统，从而获得发分集增益。链路自适应研究在协作通信网络中有至关重要的作用，在保证系统误码率性能的前提下有效提升系统频谱效率，在非协作网络中得到了高度关注和广泛应用。本文分别基于普通译码转发协作网络和安全译码转发协作网络研究链路自适应在协作通信网络中的应用问题，主要体现在以下方面:
　　(1)在普通协作网络中，通过引入信道类型判断技术，确定与实际信道状态相适应的信道类型，据此划分链路自适应中不同调制对应的信噪比区间，并根据目的节点的移动速度选择使用快速或慢速链路自适应技术。接着，提出了一种基于链路自适应的中继选择方法。对上述方法的仿真结果表明，进行信道类型判断并使用快慢速融合链路自适应技术可以提升系统中断性能。在频谱效率性能方面，虽然快慢速融合链路自适应系统的频谱效率比快速链路自适应系统的频谱效率略小，但减小了系统实现复杂度，具有现实意义。
　　(2)在安全协作网络中，针对无线通信中的物理层信息安全问题，在无线安全协作网络中提出一种基于快慢速融合链路自适应的安全中继选择方法，该方法根据移动速度选择链路自适应类型，根据干扰节点对安全容量的“正”或“负”效应判断使用或不使用干扰节点，基于安全容量最大化准则进行中继选择。在此基础上，对所提安全中继选择方法进行了性能分析，推导了中断概率表达式。中断概率的仿真曲线和理论曲线很吻合，验证了理论分析的正确性，同时，仿真结果显示，相对于快速链路自适应下的安全中继选择，基于所提方法的安全协作通信系统具有更大的安全容量;此外在“正效应”条件下干扰节点有助于提升系统安全容量。

目录

摘要

第1章 绪论

第2章 协作通信及链路白适应基础

2．1 协作通信的发展

2．2 协作系统模型

2．3 中继协议

2．4 中继选择策略

2．4．1 基于误符号率的中继选择

2．4．2 基于中断概率的中继选择

2．4．3 基于功率分配的中继选择

2．4．4 基于瞬时信道信息的中继选择

2．4．5 安全中继选择方法

2．4．6 中继选择策略比较

2．5 链路白适应技术

2．5．1 链路自适应技术概述

2．5．2 快速链路自适应调制和慢速链路自适应调制

2．6 本章小结

第3章 基于信道类型判断的快慢速融合链路自适应及中继选择方法

3．1 研究背景

3．2 系统模型

3．3 快、慢速融合链路自适应

3．4 基于信道类型判断的中继节点选择

3．5 仿真分析

3．6 本章小结

第4章 基于快、慢速融合链路自适应的安全中继选择方法

4．1 研究背景

4．2 安全协作网络系统模型

4．3 快、慢速融合链路自适应

4．4 干扰节点选择

4．5 基于快、慢速融合链路白适应的中继选择

4．6 算法中断性能分析

4．6．1 νD＞ν2时安全容量的概率密度函数

4．6．2 νD≤ν1时安全容量的概率密度函数

4．6．3 算法中断性能

4．7 仿真分析

4．8 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的论文和专利成果

致谢

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