發(fā)布時間：2017-10-22 09:10

  本文關(guān)鍵詞：無線中繼通信中的波束形成技術(shù)研究

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【摘要】：更高的傳輸速率、更好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和更低功耗是無線通信技術(shù)發(fā)展的一個重要趨勢�？臻g分集和協(xié)作分集是解決這種問題的有效技術(shù)途徑。其中,空間分集是采用多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術(shù),而協(xié)作分集是在發(fā)射端和接收端之間利用中繼技術(shù)。本文針對結(jié)合這兩種技術(shù)的無線MIMO中繼通信系統(tǒng)中的波束形成技術(shù)進行了系統(tǒng)研究。論文的主要工作包括以下幾點:1.簡要介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼、波束形成和雙向中繼等基本原理,并推導(dǎo)了三節(jié)點下的單、雙向中繼的系統(tǒng)模型。2.針對多組用戶的MIMO雙向中繼系統(tǒng),給出了兩種以最大化最小用戶速率為準(zhǔn)則的波束形成算法,一是Min-POTDC波束形成算法,二是改進的Dinkelbach-Type算法。首先推導(dǎo)了在中繼發(fā)射功率約束下的最大化系統(tǒng)和速率的Sum-POTDC波束形成算法,并在此基礎(chǔ)上提出了以最大化最小用戶速率為準(zhǔn)則的Min-POTDC波束形成算法。將Min-POTDC算法與Sum-POTDC算法以及文獻中的典型算法進行仿真比較,仿真結(jié)果表明Min-POTDC算法不僅達到了預(yù)期的最小用戶速率上的優(yōu)越性能,而且系統(tǒng)和速率的性能也很好。此外,針對上述系統(tǒng)的優(yōu)化問題,在已有的基于Dinkelbach-Type算法的中繼波束形成方法的基礎(chǔ)上,給出了基于改進的Dinkelbach-Type算法的中繼波束形成優(yōu)化方案。文中從理論上證明了改進后的Dinkelbach-Type算法比原算法具有更好的收斂性,并將兩種算法的性能進行了仿真比較。3.基于兩種不同準(zhǔn)則的安全波束形成優(yōu)化方案:基于物理層安全的無線中繼通信中波束形成技術(shù)的研究,針對MIMO雙向中繼系統(tǒng)中存在竊聽者的情況,首先推導(dǎo)了安全和速率的表達式,并提出了最大化安全和速率的波束形成設(shè)計方法,用凸優(yōu)化近似(SCA)算法進行求解,對單、雙向中繼的仿真結(jié)果進行了對比,再次驗證了雙向中繼相對于單向中繼的優(yōu)勢。然后,也給出了一種在竊聽節(jié)點可達速率約束下的系統(tǒng)和速率最大化的波束形成優(yōu)化設(shè)計,并在不同的竊聽節(jié)點可達速率閾值下進行了算法仿真。
【關(guān)鍵詞】：多輸入多輸出 雙向中繼 波束形成 物理層安全
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 課題研究背景13-16
• 1.1.1 MIMO技術(shù)13-14
• 1.1.2 協(xié)作中繼14-16
• 1.2 研究現(xiàn)狀概述16-18
• 1.3 研究主要貢獻及組織結(jié)構(gòu)18-20
• 1.3.1 論文主要貢獻18-19
• 1.3.2 論文組織結(jié)構(gòu)19-20
• 第二章 無線中繼通信波束形成的基本理論20-29
• 2.1 引言20
• 2.2 無線通信系統(tǒng)20-23
• 2.2.1 無線衰落信道21-22
• 2.2.2 系統(tǒng)性能指標(biāo)22-23
• 2.2.2.1 容量或者可達速率22
• 2.2.2.2 信噪比22-23
• 2.2.2.3 中斷概率23
• 2.2.2.4 MMSE23
• 2.3 協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)23-28
• 2.3.1 網(wǎng)絡(luò)編碼（NC）23-24
• 2.3.2 中繼技術(shù)24-25
• 2.3.3 中繼通信系統(tǒng)模型25-27
• 2.3.3.1 單向中繼25-26
• 2.3.3.2 雙向中繼26-27
• 2.3.4 波束形成技術(shù)27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 多組用戶雙向MIMO中繼系統(tǒng)中的波束形成29-52
• 3.1 引言29-30
• 3.2 系統(tǒng)模型30-33
• 3.3 中繼波束形成優(yōu)化33-46
• 3.3.1 和速率最大化33-37
• 3.3.2 基于POTDC算法的最小用戶速率最大化37-41
• 3.3.3 基于改進的Dinkelbach-Type算法的最小用戶速率最大化41-45
• 3.3.4 中繼發(fā)射功率最小化45-46
• 3.4 性能仿真46-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 雙向MIMO中繼系統(tǒng)中的安全波束形成52-64
• 4.1 引言52
• 4.2 系統(tǒng)模型52-56
• 4.3 基于SCA算法的安全和速率最大化56-58
• 4.4 基于安全約束下的和速率最大化58-60
• 4.5 性能仿真60-63
• 4.6 總結(jié)63-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 總結(jié)64-65
• 5.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-71
• 碩士期間取得的研究成果71-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 謝顯中;雷維嘉;;IMT-Advanced標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展分析[J];信息通信技術(shù);2010年01期

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本文編號：1077680