本文關(guān)鍵詞： 協(xié)作通信 中繼選擇 功率分配 過(guò)時(shí)信道狀態(tài)信息 中斷概率　出處：《廣西師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近些年,隨著第四代移動(dòng)通信的普及與第五代移動(dòng)通信的提出,無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)成為一大研究熱點(diǎn)。協(xié)作分集是無(wú)線通信中對(duì)抗多徑衰落的有效方法,不僅可以提高信息傳輸?shù)目煽啃?而且可以減少系統(tǒng)功率損耗。在協(xié)作通信中,通過(guò)引入中繼節(jié)點(diǎn)形成虛擬MIMO系統(tǒng)協(xié)助源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,并利用中繼選擇技術(shù)從中選擇一個(gè)或多個(gè)最佳中繼節(jié)點(diǎn)用于信息傳輸,在目的節(jié)點(diǎn)處,采用最大比合并技術(shù)對(duì)分集信號(hào)進(jìn)行處理。目前,大部分協(xié)作中繼選擇方法利用過(guò)時(shí)的信道狀態(tài)信息(OCSI,Outdated Channel Status Information)進(jìn)行中繼選擇,這將會(huì)嚴(yán)重惡化協(xié)作通信系統(tǒng)的性能,而信道預(yù)測(cè)可大大改善延時(shí)信道帶來(lái)的影響。基于此,本文開(kāi)展了應(yīng)對(duì)OCSI影響的協(xié)作中繼選擇及功率分配方法研究,取得了以下進(jìn)展:首先,已有的考慮OCSI的中繼選擇與功率分配方法往往只考慮源節(jié)點(diǎn)S到中繼節(jié)點(diǎn)R之間鏈路或者中繼節(jié)點(diǎn)R到目的節(jié)點(diǎn)D之間鏈路,實(shí)際上S-R與R-D兩條鏈路信道狀態(tài)信息都存在延時(shí)的問(wèn)題。本文在充分考慮通信兩條鏈路都存在延時(shí)信道狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上,通過(guò)Bayesian估計(jì)準(zhǔn)則的最小均方誤差(MMSE)估計(jì)方法,預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)刻的信道增益,并通過(guò)Max-min預(yù)測(cè)信道增益進(jìn)行中繼選擇。同時(shí),在系統(tǒng)總功率一定的情況下,依據(jù)預(yù)測(cè)信道增益,提出了一種簡(jiǎn)單有效的優(yōu)化功率分配方法,并與平均功率分配方法對(duì)比分析驗(yàn)證中斷概率性能。通過(guò)仿真驗(yàn)證,本章所提的Max-min預(yù)測(cè)信道增益中繼選擇與優(yōu)化功率分配方法在提高通信系統(tǒng)中斷性能方面有有一定優(yōu)越性。其次,在信道條件差的情況下,僅僅選擇一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)所實(shí)現(xiàn)的通信效果并不佳,需要選擇多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作,同時(shí)在系統(tǒng)總功率一定的情況下,優(yōu)化源節(jié)點(diǎn)與被選中繼節(jié)點(diǎn)之間的功率分配。在前述研究基礎(chǔ)上,通過(guò)設(shè)置系統(tǒng)容量增益門限,將所述單中繼選擇擴(kuò)展為多中繼選擇,同時(shí)優(yōu)化多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)之間的功率分配。仿真結(jié)果表明,在系統(tǒng)總功率一定的情況下,多中繼選擇較單中繼選擇系統(tǒng)中斷性能更優(yōu),優(yōu)化后的功率分配較等功率分配時(shí)的中斷性能更優(yōu)。
[Abstract]:In recent years, with the popularity of 4th generation mobile communication and the fifth generation mobile communication, wireless communication network has become a research hotspot. Cooperative diversity is an effective method to combat multipath fading in wireless communication. It can not only improve the reliability of information transmission, but also reduce the power loss of the system. In cooperative communication, a virtual MIMO system is formed by introducing relay nodes to facilitate the communication between the source node and the destination node. And the relay selection technology is used to select one or more optimal relay nodes for information transmission. At the destination node, the maximum ratio combination technique is used to process the diversity signal. Most cooperative relay selection methods utilize outdated channel state information for OCSI. Outdated Channel Status Information makes relay selection, which seriously degrades the performance of the cooperative communication system. The channel prediction can greatly improve the impact of the delay channel. Based on this, the cooperative relay selection and power allocation methods to deal with the impact of OCSI are studied in this paper, and the following progress has been made: first. The existing relay selection and power allocation methods considering OCSI usually only consider the link between source node S and relay node R or between relay node R and destination node D. In fact, both S-R and R-D link channel state information has the problem of delay. In this paper, we consider that both links have delay channel state information. The channel gain at the time of data transmission is predicted by the minimum mean square error (MMSE) estimation method of the Bayesian estimation criterion. At the same time, a simple and effective optimal power allocation method is proposed according to the prediction of channel gain under the condition of the total power of the system. The outage probability performance is compared with the average power allocation method and verified by simulation. In this chapter, the Max-min predictive channel gain relay selection and optimized power allocation method have some advantages in improving the interrupt performance of communication systems. Secondly, in the case of poor channel conditions. It is not good to select only one relay node, so it is necessary to select more than one relay node to participate in the cooperation, and at the same time, the total power of the system is fixed. The power allocation between the source node and the selected successor node is optimized.; on the basis of the above research, the single-relay selection is extended to multi-relay selection by setting a system capacity gain threshold. At the same time, the power distribution between multiple relay nodes and source nodes is optimized. The simulation results show that the multi-relay selection is better than the single-relay selection system when the total power of the system is fixed. The optimized power allocation is better than the same power allocation.
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN92

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本文編號(hào)：1449532