基于自适应转发因子的双向分布式协作传输方案

摘要

在双向多中继无线协作通信系统中，分布式空时编码方案和分布式空频编码方案克服了单向协作通信中由于半双工的局限性导致的频谱利用率低下的问题，并迅速成为近几年的研究热点。为了挖掘双向分布式协作传输系统中的分集增益，为各个中继节点设计有效的协作转发机制已经成为一个值得深入研究的课题。随机循环延迟分集技术是一种能够同时获得系统空间分集、时间分集和频率分集的有效方法，弥补了基于循环延迟技术的系统无法使所有场合都能获得最优化性能的不足，增强了系统的实用性。自适应转发因子能根据信道状态信息实时的改变中继节点处幅度放大因子和相位旋转大小，以此提高系统的性能。本文结合这两种技术的优势，研究一种高速率双向分布式协作传输方案。本文的研究内容如下:
　　(1)研究了全速率传输模型中单向和双向基于预编码技术的分布式空时编码方案，并给出了传输方案和如何实现全分集增益的内在机理。
　　(2)在研究分布式空时编码的基础上，引入了循环延迟分集技术，研究了基于随机循环延迟分集技术的分布式空频编码方案，分析了随机循环延迟分集技术在获得空间分集和频率分集的基础上挖掘系统时间分集的原理。
　　(3)重点研究了基于随机循环延迟分集技术的高速率双向分布式协作传输方案。整个传输方案通过两个时隙完成，第一时隙，两个源节点将待发送的数据进行正交相移键控调制和OFDM调制后同时广播给所有中继节点;第二时隙中继节点根据当时所有的信道状态信息计算出自己独有的自适应转发因子，然后用各自的自适应转发因子将经过叠加后的信号进行放大，并引入随机循环延迟后广播给两个源节点。两个源节点在两个时隙内完成了信息的交互，实现了数据的高速传输。通过理论分析和MATLAB仿真可知，随机循环延迟分集技术的使用能够额外挖掘系统的时间分集，降低系统的误码率;自适应转发因子的引入进一步挖掘了系统的分集增益，提高了系统的传输可靠性。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 论文的研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文结构安排

第二章 双向中继协作传输方案

2．1 分集技术

2．1．1 隐分集

2．1．2 显分集

2．2 合并技术

2．2．1 等增益合并

2．2．2 选择合并

2．2．3 最大比合并

2．2．4 三种合并算法的性能比较

2．3 中继协议

2．3．1 放大转发协议

2．3．2 解码转发协议

2．3．3 编码协作协议

2．3．4 不同协作策略的性能比较

2．4 无线双向中继传输模型

2．4．1 单中继双向传输模型

2．4．2 多中继协作传输模型

2．5 本章小结

第三章 分布式空时码和分布式空频码

3．1 分布式空时码和分布式空频码理论

3．1．1 分布式空时码

3．1．2 分布式空频码

3．2 全速率分布式空时编码方案

3．2．1 单向协作通信中的全速率分布式空时编码方案

3．2．2 双向协作通信系统中的分布式全速率空时编码方案

3．3 基于循环延迟的分布式空频编码方案

3．3．1 基于CDD的分布式空频编码方案

3．3．2 基于RCDD的分布式空频编码方案

3．4 本章小结

第四章 基于自适应转发因子的双向分布式协作传输方案

4．1 自适应转发因子设计

4．2 基于自适应转发因子的双向分布式空频编码方案

4．2．1 系统传输模型

4．2．2 PEP性能分析

4．2．3 系统总容量

4．2．4 仿真分析

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 论文工作总结

5．2 展望

参考文献

致谢

研究生期间科研成果