协作分集中的中继技术研究

摘要

无线通信中信号传输的多径衰落效应始终是困扰数据传输速率和服务质量的最大问题。分集是有效的对抗衰落的技术，常见的分集技术有时间分集、频率分集、空间分集等。其中，空间分集由于不占用额外的时间和带宽资源，并且可以和其它分集方式相结合，因而更具吸引力。然而，在实际中，移动终端对体积、质量、和功耗的要求非常苛刻，所以很难实现多天线技术。于是，一种新的分集技术-协作分集被提出来了。它的思想就是：移动终端之间分享使用彼此的天线，利用小区内和其它移动终端所构成的虚拟天线阵列来实现与传统的MIMO技术相同的效果。大量研究结果表明，协作分集可以提升系统容量、增大数据传输速率、有效对抗多径衰落以及降低系统的中断概率，提高系统的服务质量和可靠性等。 本文首先介绍了现有的分集技术和合并方法，以及协作分集的协议和中继选择方法。以两用户协作分集为基础，分析了协作分集的性能，仿真分析了其可达速率区域。其次基于重复码的两用户协作分集，对不同分集协议的中断概率和分集系数进行了仿真分析，仿真结果表明基于重复码的AF协议可以实现全分集增益，DF协议的分集系数仅为1。在多用户协作分集下，对AF协议的误码率性能进行了研究与分析，仿真分析说明在大信噪比下AF协议的性能更好。最后提出了在大信噪比条件下，使中断概率最小的中继节点功率分配方案和中继选择方案，仿真分析表明这种方案能够有效地降低中断概率。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1协作分集技术的提出

1.2研究现状

1.3论文的组织结构

2分集技术与协作分集

2.1分集技术

2.1.1频率分集

2.1.2时间分集

2.1.3空间分集

2.2分集合并方式

2.2.1选择合并

2.2.2门限合并

2.2.3最大比合并

2.2.4等增益合并

2.3协作分集技术

2.3.1协作分集的概念

2.3.2协作分集的分类

2.4协作分集中继选择方法

2.4.1基于位置信息或平均SNR的中继选择方法

2.4.2基于即时信道状况的中继选择方法

2.4.3两种选择方法比较

2.5小结

3两用户协作分集

3.1性能分析

3.1.1信道模型

3.1.2可达速率区域

3.2协作中继协议分析

3.2.1信道模型

3.2.2协作分集限

3.2.3中继协议的比较

3.3小结

4多用户协作分集性能分析

4.1系统模型

4.2 AF仿真分析

4.3小结

5改进的中继功率分配方式

5.1系统模型

5.2仿真分析

5.3小结

6结论

6.1论文总结

6.2下一步的工作展望

致 谢

参考文献

附 录:攻读学位期间发表的论文