本文選題：中繼選擇　切入點(diǎn)：信道預(yù)測　出處：《廣西師范大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：協(xié)作中繼技術(shù)是一種重要的無線通信技術(shù),它可以帶來空間分集,提升頻譜效率、鏈路可靠性,以及網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性等,具有很大的應(yīng)用潛力。在其中的各關(guān)鍵技術(shù)中,中繼選擇方法直接關(guān)系到協(xié)作通信系統(tǒng)性能的好壞,因此受到廣泛關(guān)注。一般的協(xié)作中繼選擇方法往往利用過時(shí)的信道狀態(tài)信息作為中繼選擇的主要依據(jù),這種過時(shí)是由于中繼選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之間存在時(shí)延造成的,基于過時(shí)CSI的中繼選擇未必具有理想的系統(tǒng)性能。本文希望通過信道預(yù)測為中繼選擇提供更精確的信道狀態(tài)信息,因此開展基于信道預(yù)測的中繼選擇方法研究,具體貢獻(xiàn)如下：(1)提出了一種基于斜率預(yù)測的信道狀態(tài)信息預(yù)測算法及中繼選擇方法。該預(yù)測算法將預(yù)測范圍切割成若干個(gè)足夠小的時(shí)間片段,在這些小的時(shí)間片段內(nèi)使用FIR維納預(yù)測器連續(xù)預(yù)測信道一階線性函數(shù)的斜率。同時(shí),分析了基于該預(yù)測算法的中繼選擇性能。數(shù)值結(jié)果表明,與基于過時(shí)信道狀態(tài)信息的中繼選擇方法相比,所提方法能有效降低協(xié)作通信系統(tǒng)的誤碼率。(2)為了在信道預(yù)測復(fù)雜度和精度之間取得平衡,提出了在測量信噪比基礎(chǔ)上增加服從特定分布的隨機(jī)數(shù)以獲得預(yù)測信噪比,并利用預(yù)測信噪比進(jìn)行中繼選擇的低復(fù)雜度中繼選擇方法,并對(duì)方法性能進(jìn)行了分析,得到了系統(tǒng)中斷概率和平均誤碼率的表達(dá)式。數(shù)值結(jié)果表明,所提方法在中斷和誤碼率性能上優(yōu)于基于最小均方誤差預(yù)測的中繼選擇方法,且復(fù)雜度遠(yuǎn)低于后者。尤其在高信道相關(guān)性時(shí),所提方法降低系統(tǒng)平均誤碼率和中斷概率的效果更明顯。(3)從單用戶場景擴(kuò)展到多用戶場景,考慮多用戶通信中的干擾問題,提出了一種基于預(yù)測信干噪比的多用戶中繼選擇方法。首先產(chǎn)生具有特定分布的隨機(jī)數(shù),再將該隨機(jī)數(shù)與測量信干噪比結(jié)合生成預(yù)測信干噪比,進(jìn)而根據(jù)預(yù)測信干噪比進(jìn)行中繼選擇。同時(shí),分析了基于該方法的多用戶協(xié)作通信系統(tǒng)的平均誤碼率和中斷概率。數(shù)值結(jié)果表明,所提方法在上述性能上優(yōu)于基于過時(shí)信干噪比的多用戶中繼選擇方法,從而驗(yàn)證了該方法的有效性。
[Abstract]:Cooperative relay technology is an important wireless communication technology. It can bring spatial diversity, improve spectral efficiency, link reliability, and network configuration flexibility. It has great application potential.Among the key technologies, relay selection is directly related to the performance of cooperative communication systems.General cooperative relay selection methods often use outdated channel state information as the main basis for relay selection, which is caused by the delay between relay selection and data forwarding.Relay selection based on outmoded CSI may not have ideal system performance.This paper hopes to provide more accurate channel state information for relay selection through channel prediction, so the research of relay selection method based on channel prediction is carried out.A channel state information prediction algorithm based on slope prediction and relay selection method are presented.The prediction algorithm cuts the prediction range into several small enough time segments in which the FIR Wiener predictor is used to continuously predict the slope of the first-order linear function of the channel.At the same time, the performance of relay selection based on the prediction algorithm is analyzed.Numerical results show that compared with the relay selection method based on outdated channel state information, the proposed method can effectively reduce the bit error rate (BER) of cooperative communication systems in order to achieve a balance between the complexity and accuracy of channel prediction.Based on the measurement of SNR, a low complexity relay selection method is proposed, which adds random numbers from a specific distribution to obtain the predictive signal-to-noise ratio, and makes use of the predictive signal-to-noise ratio to select the relay. The performance of the method is analyzed.The expressions of system interrupt probability and average bit error rate are obtained.Numerical results show that the proposed method is superior to the relay selection method based on least mean square error prediction in interrupt and bit error rate performance, and the complexity of the proposed method is much lower than that of the latter.Especially in the case of high channel correlation, the proposed method can reduce the average bit error rate (BER) and the outage probability of the system more obviously. The proposed method extends from a single user scenario to a multi-user scenario, and considers the interference problem in multi-user communication.A multiuser relay selection method based on predictive signal-to-noise ratio is proposed.First, a random number with a special distribution is generated. Then, the random number is combined with the measured signal-to-interference noise ratio to generate a predictive signal-to-noise ratio, and then relay selection is carried out according to the predictive signal-to-noise ratio.At the same time, the average bit error rate and interrupt probability of multi-user cooperative communication system based on this method are analyzed.Numerical results show that the proposed method is superior to the multiuser relay selection method based on outdated signal-to-noise ratio, and the effectiveness of the proposed method is verified.
【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】：2016
【分類號(hào)】：TN92

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本文編號(hào)：1709613