无线协同通信中继策略和资源分配方法研究

摘要

随着无线通信技术的快速发展，中继协同通信技术和认知无线电技术等新的通信技术已经成为人们研究的热点，将这些技术应用于无线通信系统中不仅能够有效对抗多径效应保证通信质量，而且由于用户之间相互协同还能增加系统空间分集增益，提高系统容量，提高频谱利用率。
　　本文首先从单中继协同转发协议开始入手，讨论了单中继协同传输系统模型以及相应的分集和分集合并技术，并对不同的中继转发机制进行了对比分析。单中继协同系统模型中存在一个信源节点S，一个目的节点D，一个中继转发节点R。三个节点分别组成三条通信链路，即信源节点与目的节点之间的直接传输链路（SD），信源节点与中继转发节点之间的中继传输链路（SR），中继转发节点与目的节点之间的中继传输链路（RD）。在该系统模型的基础上对不同转发机制进行仿真分析可以得出：当系统中存在直接链路时，DF机制下系统误码率要低于AF机制下的系统误码率；当系统中不存在直接链路时，在系统信噪比低的环境下，AF机制的系统误码率要高于DF机制的系统误码率，但是随着系统信噪比逐渐增加，AF中继系统的抗干扰能力逐渐增加，DF系统误码率的优势逐渐降低。然后在AF中继转发机制和DF中继转发机制的理论基础上，以单用户混合中继协同系统为模型，最大化系统吞吐量、最优系统能效为目标，分别提出了相应的功率分配方案。仿真证明不论随着系统总功率 Pt的增加还是信道增益的增加，混合中继协同系统都具有较高的吞吐量和系统能效，系统性能得到了显著提高；在单用户混合中继协同系统中，系统自适应地选择AF中继转发机制或者DF中继转发机制进行信息转发，克服了传统单一转发机制存在的弊端，提高了系统吞吐量和系统能效，改善了系统性能，增强了资源利用率。最后在中继协同通信的基础上进一步讨论了认知无线电的相关技术，并结合中继协同技术和认知无线电技术的优势，在最优化功率分配的基础上探讨了多播组认知协同通信系统吞吐量的变化，并给出了相应的仿真结果：随着多播组内用户数量的增加，对应多播组的速率权重因子变大，从而使得该多播组速率增加。因此，该传输机制可以提高含有更多用户多播组的速率。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 无线协同通信系统概述

1.3 国内外研究现状

1.4 论文主要内容和结构安排

2 单中继协同传输系统

2.1 单中继协同传输系统模型

2.2 分集技术

2.3 分集合并技术

2.4 中继协同转发机制

2.5 仿真与结果分析

2.6 本章小结

3 单用户混合中继协同系统

3.1 单用户混合中继协同系统模型

3.2 混合中继系统吞吐量分析

3.3 混合中继系统能效分析

3.5 本章小结

4 多播多组认知协同通信系统

4.1 协同认知通信技术

4.2 基于认知协同技术的多播多组通信系统

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 未来工作展望

参考文献

致谢

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