无线通信系统中的中继选择策略研究

摘要

目前，协作中继技术在无线通信领域是一个前沿的研究方向，它可以克服MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术因受制于体积及功率等条件限制而无法应用于实际无线终端中的难题。其基本思想是配置单天线的多个用户通过共享彼此的天线，从而形成虚拟的MIMO系统。协作中继技术可以有效地降低无线信道中的衰落特性以及链路不稳定性造成的影响，提高无线通信系统的频谱效率以及数据传输速率。
　　本文对无线单向中继系统中的中继伙伴选择方案和双向中继系统中的中继伙伴选择方案这两种目前协作通信的研究方向进行了研究，本文的主要研究内容和创新点如下:
　　1.在研究无线单向中继系统中的协作中继选择方案中，针对放大转发模式下的单向中继协作系统，结合已有的协作中继模型，重点探讨了移动中继节点选择的相关内容，提出了一种动态中继选择策略。在提出的中继选择策略中，假设无线协作系统的总功率固定，并且节点之间的链路信道状态信息(Channel StateInformation)可获知，当用户进入路边AP(Access Point)的覆盖范围时，通过将各中继的状态值与设定的最小阈值进行比较来剔除多余中继节点。此外，针对中继系统的功率资源问题，分析了带宽归一化系统容量、系统信噪比以及用户的发射功率因子之间的关系。通过模拟实际高速公路场景建模，对提出的相关算法进行仿真实验，结果验证了本文提出的动态中继选择策略能够有效地降低系统的中断概率，同时还能保持系统容量基本不变。
　　2.在研究无线双向中继系统中的协作伙伴选择方案中，通过对目前的双向中继选择研究进展进行归纳总结，基于现有的双向中继选择算法，改进了一种双向中继选择算法。本文还对双向中继系统中的功率资源分配问题进行研究，通过对相关文献的查阅，改进了一种基于加权总速率最大化的功率分配策略。经过合理的仿真设置，对改进的双向中继算法及功率分配策略都进行了多次仿真实验。通过与现有的双向中继选择算法比较，结果显示改进后的双向中继选择算法可以在一定情况下获得更突出的性能表现，此外，通过与现有功率分配策略比较，结果显示本文提出的功率分配策略在一定情况下能够提高系统传输总速率。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 中继选择算法介绍

1．2．1 基于系统性能评估的中继选择算法

1．2．2 基于系统资源条件的中继选择算法

1．2．3 基于中继节点移动性的中继选择算法

1．3 本文的主要研究内容

1．4 本文的结构安排

2 无线通信系统中的协作分集技术

2．1 无线信道衰落特性

2．1．1 慢衰落

2．1．2 快衰落

2．2 分集技术

2．2．1 分集技术概念

2．2．2 分集技术分类

2．3 协作分集技术

2．3．1 协作分集概念

2．3．2 协作分集优点

2．3．3 协作分集协议

2．4 本章小结

3 单向中继选择算法研究

3．1 单向中继通信网络

3．2 一种动态移动单向中继选择算法

3．2．1 系统带宽归一化容量

3．2．2 动态中继选择算法

3．2．3 仿真结果与分析

3．3 本章小结

4 双向中继系统的中继选择联合功率分配策略研究

4．1 双向中继技术研究现状

4．2 双向中继系统模型

4．3 双向中继选择算法

4．3．1 改进的双向中继选择算法

4．3．2 仿真结果与分析

4．4 双向中继功率分配策略

4．4．1 常见的功率分配策略介绍

4．4．2 基于加权总速率最大化的功率分配策略

4．4．3 仿真结果与分析

4．5 双向中继选择联合功率分配策略研究

4．6 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

作者简历

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