本文關(guān)鍵詞：基于和速率的協(xié)作通信功率分配算法研究

  更多相關(guān)文章： 協(xié)作通信 CoMP Two-way relay 功率控制 節(jié)點(diǎn)選擇

【摘要】：伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大潮的洶涌襲來,終端流量爆炸式增長(zhǎng)倒逼數(shù)據(jù)傳輸速率跳躍式提高,高速率帶給頻譜資源的壓力也陡然增加。協(xié)作通信技術(shù)不僅能夠克服多徑衰落以及降低小區(qū)間干擾,而且能夠獲得分集增益,有效提高傳輸速率,因而受到廣泛的關(guān)注,成為研究的熱點(diǎn)。協(xié)作通信技術(shù)分為兩類,一類是中繼協(xié)作技術(shù),當(dāng)源節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離比較遠(yuǎn)時(shí),源節(jié)點(diǎn)需要利用中繼節(jié)點(diǎn)完成信息傳輸。為了克服傳統(tǒng)中繼協(xié)作技術(shù)頻譜利用的效率過于低下這一缺點(diǎn),雙向中繼(Two-way relay)技術(shù)被認(rèn)為是針對(duì)上述問題的技術(shù)因而成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。另一類技術(shù)為多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)(Coordinated Multiple Point,Co MP),僅考慮下行鏈路時(shí),幾個(gè)基站同時(shí)為它們覆蓋范圍之內(nèi)的用戶提供分集增益,將地理位置相近小區(qū)之間的干擾轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)作信號(hào),因此能夠有效提升小區(qū)邊緣的通信性能。為了滿足國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)第四代移動(dòng)通信技術(shù)所提出服務(wù)需求,LTE-A把中繼協(xié)作與多點(diǎn)協(xié)作兩種技術(shù)同時(shí)納入關(guān)鍵技術(shù)。網(wǎng)速已經(jīng)成為區(qū)分第幾代移動(dòng)通信的最直觀最有說服力的標(biāo)準(zhǔn)。因此,重點(diǎn)分析了中繼協(xié)作技術(shù)和多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率。在中繼協(xié)作技術(shù)中,著重研究了Two-way中繼模型下如何進(jìn)一步提高傳輸速率問題。為更進(jìn)一步提升雙向中繼傳輸系統(tǒng)的傳輸速率,提出了基于放大轉(zhuǎn)發(fā)的中繼節(jié)點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的最優(yōu)功率分配方案。將中繼傳輸系統(tǒng)總傳輸功率有限作為約束條件,以最大化系統(tǒng)總速率為目標(biāo)函數(shù),將節(jié)點(diǎn)選擇與功率分配過程抽象為一個(gè)最優(yōu)化問題。由于原問題比較復(fù)雜,將其轉(zhuǎn)化為最小化兩條鏈路信噪比的倒數(shù)和問題,并推導(dǎo)出功率分配的最優(yōu)解。理論分析發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)總速率只與總發(fā)射功率和兩條鏈路信道系數(shù)倒數(shù)和有關(guān)。基于此,得到了最小化兩條鏈路信道系數(shù)倒數(shù)和的中繼節(jié)點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)。仿真結(jié)果表明,該中繼節(jié)點(diǎn)選擇與功率分配聯(lián)合方案不僅復(fù)雜度低,而且可以有效提升中繼傳輸系統(tǒng)的總速率。在多點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)中,研究了如何兼顧傳輸速率和用戶公平性問題。把系統(tǒng)中最大用戶速率與最小用戶速率的比值定為公平因子,則公平因子越低系統(tǒng)的公平性越好。以最大化系統(tǒng)平均速率與公平因子的比值為優(yōu)化目標(biāo),進(jìn)行功率分配,在提高平均傳輸速率的同時(shí)兼顧了系統(tǒng)中用戶之間的公平性。數(shù)值分析顯示,將等功率分配算法和本文算法作比較,本文功率分配算法不但可以提高平均傳輸速率,還可以提高用戶公平性。
【關(guān)鍵詞】：協(xié)作通信 CoMP Two-way relay 功率控制 節(jié)點(diǎn)選擇
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;TN919.3
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及意義8-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 中繼協(xié)作通信10-11
• 1.2.2 多點(diǎn)協(xié)作通信11
• 1.3 本文研究目的及意義11-12
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排12-14
• 第二章 協(xié)作通信基礎(chǔ)知識(shí)14-24
• 2.1 衰落信道簡(jiǎn)介14-16
• 2.2 協(xié)作通信的概念和原理16
• 2.3 分集合并技術(shù)16-18
• 2.4 Co MP技術(shù)18-22
• 2.4.1 Co MP技術(shù)分類18
• 2.4.2 Co MP系統(tǒng)用戶劃分方法18-19
• 2.4.3 Co MP協(xié)作簇的劃分19-20
• 2.4.4 下行Co MP技術(shù)20-22
• 2.5 雙向中繼技術(shù)22-24
• 2.5.1 雙向中繼的工作原理22-23
• 2.5.2 中繼信道通信協(xié)議23-24
• 第三章 雙向中繼協(xié)作系統(tǒng)的中繼選擇與功率24-37
• 3.1 系統(tǒng)模型25-26
• 3.2 中繼選擇方案26-29
• 3.2.2 基于位置信息的中繼選擇算法26-27
• 3.2.3 基于信道瞬時(shí)信息的機(jī)會(huì)中繼選擇算法27
• 3.2.4 基于傳輸速率的中繼選擇算法27-28
• 3.2.5 一種雙向中繼選擇策略28-29
• 3.3 功率分配方案29-32
• 3.3.1 功率分配的分類29-30
• 3.3.2 基于最大傳輸速率的功率分配30-32
• 3.4 和速率最大化的聯(lián)合中繼選擇和功率分配方案32-37
• 3.4.1 和速率最大化的最優(yōu)功率分配方案32-33
• 3.4.2 和速率最大化的中繼選擇方案33-35
• 3.4.3 算法仿真分析35-37
• 第四章 多點(diǎn)協(xié)作下行功率分配37-46
• 4.1 Co MP功率分配的意義和存在的問題37-38
• 4.2 Co MP系統(tǒng)模型38-40
• 4.3 功率分配方案40-46
• 4.3.1 基站選擇策略40-41
• 4.3.2 遺傳算法41-43
• 4.3.3 算法仿真分析43-46
• 第五章 總結(jié)與展望46-48
• 5.1 全文總結(jié)46-47
• 5.2 展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-54
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫論文54-55
• 致謝55-56

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