【摘要】：近年來,中繼協(xié)作通信技術(shù)正在以飛躍的速度發(fā)展,它能夠有效地降低因無線信道衰落對信號帶來的影響,一直以來受到了人們的廣泛關(guān)注。在無線中繼網(wǎng)絡(luò)中,需要對源節(jié)點和中繼節(jié)點的功率進行合理分配,由于傳統(tǒng)的功率分配方案僅僅是在物理層上進行的研究,并不能為用戶提供服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)保證,因此論文從保證QoS需求的角度考慮,研究了基于統(tǒng)計時延QoS保證的跨層功率分配方案。另外,在多中繼協(xié)作系統(tǒng)中,對跨層功率分配與中繼選擇聯(lián)合優(yōu)化方案進行了研究。通過中繼選擇技術(shù)可以避免因信道條件較差的中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信息造成的資源浪費,并且將功率分配用于中繼選擇進行聯(lián)合優(yōu)化可以顯著提高系統(tǒng)性能。首先論文對統(tǒng)計QoS保證及有效容量進行了研究。由于無線傳輸?shù)姆⻊?wù)過程是時變的,可用有效容量的概念分析統(tǒng)計時延QoS性能,通過有效容量的概念可建立起物理層(功率分配)與鏈路層(時延QoS指數(shù))之間的映射關(guān)系,它是論文研究跨層功率分配與中繼選擇方案的理論基礎(chǔ)。接著論文對單中繼分集協(xié)作系統(tǒng)的跨層功率分配方案進行了分析討論,考慮中繼節(jié)點的兩種雙工方式全雙工(Full Duplex,FD)和半雙工(HalfDuplex,HD),論文分別討論了中繼節(jié)點在FD和HD工作方式下的跨層功率分配方案,并進行了仿真實驗與對比分析。在此基礎(chǔ)上增加一個中繼節(jié)點,討論當系統(tǒng)存在兩個中繼節(jié)點時基于統(tǒng)計時延QoS保證的跨層功率分配方案,并與基于網(wǎng)絡(luò)搜索的功率分配(NSPA)方案、等功率分配(EPA)方案進行了對比分析,結(jié)果表明本論文的跨層功率分配方案優(yōu)于另外兩種功率分配方案。最后,針對多中繼協(xié)作系統(tǒng),為了進一步提高系統(tǒng)有效容量性能,將功率分配與中繼選擇結(jié)合起來,論文討論了滿足一定時延約束條件下使系統(tǒng)有效容量最大的跨層功率分配與中繼選擇聯(lián)合優(yōu)化方案。仿真說明將兩種技術(shù)進行結(jié)合,可以提高系統(tǒng)的有效容量性能。
[Abstract]:In recent years, the relay cooperative communication technology is developing at a rapid speed. It can effectively reduce the influence of wireless channel fading on the signal. In wireless relay network, the power of source node and relay node need to be allocated reasonably. Because the traditional power allocation scheme is only studied on the physical layer, it can not guarantee the quality of service (Quality of Service,QoS) for users. Therefore, considering the requirement of QoS, a cross-layer power allocation scheme based on statistical delay QoS guarantee is studied. In addition, the joint optimization scheme of cross-layer power allocation and relay selection is studied in multi-relay cooperative system. The relay selection technique can avoid the resource waste caused by the relay nodes with poor channel conditions, and the joint optimization of power allocation for relay selection can significantly improve the system performance. Firstly, the statistical QoS guarantee and effective capacity are studied. Because the service process of wireless transmission is time-varying, the concept of effective capacity can be used to analyze the performance of delay QoS. The mapping relationship between physical layer (power allocation) and link layer (delay QoS exponent) can be established by the concept of effective capacity. It is the theoretical foundation of this paper to study the power allocation and relay selection scheme. Then, the cross-layer power allocation scheme of single-relay diversity cooperative system is analyzed and discussed. Two full duplex (Full Duplex,FD) and half-duplex (HalfDuplex,HD) schemes for relay nodes are considered. In this paper, the cross-layer power allocation schemes of relay nodes under FD and HD are discussed, and the simulation experiments and comparative analysis are carried out. On the basis of this, a relay node is added. When there are two relay nodes in the system, the cross-layer power allocation scheme based on statistical delay QoS is discussed, and the power allocation (NSPA) scheme based on network search is also discussed. The results show that the cross-layer power allocation scheme in this paper is superior to the other two power allocation schemes. Finally, for multi-relay cooperative systems, in order to further improve the effective capacity performance of the system, power allocation and relay selection are combined. In this paper, the joint optimization scheme of cross-layer power allocation and relay selection with maximum effective capacity under certain delay constraints is discussed. Simulation shows that the combination of the two technologies can improve the effective capacity performance of the system.
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN92

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