本文關(guān)鍵詞：雙向協(xié)作通信系統(tǒng)的中繼選擇和能效研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：MIMO能大幅提升無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)容量,但實(shí)現(xiàn)MIMO的智能天線等技術(shù)復(fù)雜度高,價(jià)格昂貴,目前難以實(shí)用。協(xié)作通信則是提升無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)容量的另一種有效途徑,它在多用戶通信環(huán)境中,通過(guò)共享鄰近移動(dòng)通信用戶的天線來(lái)產(chǎn)生一種與MIMO等效的虛擬多天線輸入輸出通信系統(tǒng)環(huán)境,從而獲得相應(yīng)的空間分集,大幅提高無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸性能和容量。目前協(xié)作通信作為下一代網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)已被廣泛研究,特別是在直傳鏈路狀況較差的情況下更能發(fā)揮作用。本文研宄了具有更高頻譜效率的無(wú)線雙向中繼(Two-way relay)系統(tǒng),探究了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的雙向中繼的選擇。由于在實(shí)際無(wú)線通信系統(tǒng)中,各用戶節(jié)點(diǎn)都是由電池提供能源,頻繁的更換電池是不方便的,能效問(wèn)題被更多人關(guān)注,本文針對(duì)能效問(wèn)題也提出了一種新的高能效方案。本文的研究的主要工作如下:1論文簡(jiǎn)要闡述了協(xié)作通信的理論基礎(chǔ)知識(shí),主要包括常見(jiàn)的協(xié)作分集技術(shù),如時(shí)間分集、頻率分集和空間分集等,同時(shí)也分析了雙向和單向的AF和DF協(xié)議,分析了通信性能指標(biāo)。2論文詳細(xì)分析了幾種已有的中繼選擇算法,針對(duì)基于信噪比和信道增益的雙向中繼選擇算法中繼系統(tǒng)總是采用協(xié)作傳輸,在一定程度上降低了系統(tǒng)自由度的利用率�；诖�,本文創(chuàng)新點(diǎn)在于研究了“協(xié)同時(shí)機(jī)”的問(wèn)題,考慮了源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的直接傳輸鏈路。通過(guò)對(duì)比中繼鏈路的信道增益以及直連鏈路的信道增益得出是否要進(jìn)行協(xié)同協(xié)作通信,當(dāng)中繼鏈路信道增益不如直連鏈路的情況時(shí),單獨(dú)采取直連鏈路進(jìn)行傳輸;否則通過(guò)中繼算法選擇出來(lái)的最佳中繼鏈路進(jìn)行協(xié)同通信,以有效增加信息的總速率。仿真表明進(jìn)該改進(jìn)方案的優(yōu)越性,總速率優(yōu)于其他中繼方案。3在完成頻譜感知的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中,通過(guò)對(duì)最佳中繼的選擇,研究次用戶處于功率的限制下通過(guò)合理的功率分配所能達(dá)到的系統(tǒng)最大總速率。提出了以系統(tǒng)平均總速率為上界目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)功率分配(OPA)方案,通過(guò)對(duì)引入中繼和未引入中繼進(jìn)行分析,得出最優(yōu)的系統(tǒng)平均總速率,并且引入拉格朗日進(jìn)行凸優(yōu)化并進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果總速率同樣得到提升。4本文的系統(tǒng)模型是基礎(chǔ)的雙向協(xié)作傳輸模型,在考慮非理想發(fā)射機(jī)以及動(dòng)態(tài)的電路功耗的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析直連鏈路(DT)以及雙向協(xié)作鏈路(TWRT)的能效,得出了并不總是是協(xié)作鏈路的能效最優(yōu);所以在此推導(dǎo)下,得出存在傳統(tǒng)的兩種方案能效相等的門限速率節(jié)點(diǎn)(Rth),通過(guò)二分法求解出此門限值,進(jìn)而提出一種高能效的自適應(yīng)方案,這個(gè)方案以最大能效為基礎(chǔ)進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換,然后根據(jù)系統(tǒng)對(duì)速率R的需求變化來(lái)自適應(yīng)的選擇傳輸模式,進(jìn)而進(jìn)一步提高能效。仿真表明系統(tǒng)速率在一定的范圍內(nèi)變化,采用高能效策略的系統(tǒng)能效總是最優(yōu)的。
【關(guān)鍵詞】：協(xié)作通信 中繼選擇 功率分配 二分法 能效
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN914
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 參數(shù)注釋表10-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 論文研究背景11-12
• 1.2 協(xié)作通信研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 協(xié)作中繼選擇研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 功率分配研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 能效研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 協(xié)作通信在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用15
• 1.4 本文章節(jié)安排及創(chuàng)新15-17
• 第2章 協(xié)作通信相關(guān)技術(shù)17-34
• 2.1 常見(jiàn)的分集技術(shù)17-20
• 2.1.1 空間分集18-19
• 2.1.2 頻率分集19
• 2.1.3 時(shí)間分集19-20
• 2.2 協(xié)作中繼系統(tǒng)20-32
• 2.2.1 單向協(xié)作中繼系統(tǒng)20-24
• 2.2.2 單向中繼系統(tǒng)仿真分析24-25
• 2.2.3 雙向協(xié)作中繼系統(tǒng)25-31
• 2.2.4 雙向中繼系統(tǒng)仿真分析31-32
• 2.3 性能評(píng)價(jià)指標(biāo)32-33
• 2.3.1 中斷概率32-33
• 2.3.2 信道容量33
• 2.3.3 誤碼率33
• 2.4 小結(jié)33-34
• 第3章 雙向協(xié)作中繼選擇34-46
• 3.1 多中繼系統(tǒng)模型34-35
• 3.2 經(jīng)典幾種的中繼選擇算法35-38
• 3.2.1 機(jī)會(huì)中繼選擇算法35-36
• 3.2.2 基于信噪比門限值的中繼選擇算法36-37
• 3.2.3 基于信噪比和信道增益的選擇算法37-38
• 3.2.4 中繼選擇算法的比較38
• 3.3 中繼選擇算法在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用38-42
• 3.3.1 認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)模型39
• 3.3.2 Two-way中繼傳輸系統(tǒng)模型39-40
• 3.3.3 系統(tǒng)模型分析40-42
• 3.4 最優(yōu)中繼的選擇42-43
• 3.5 仿真分析43-45
• 3.6 小結(jié)45-46
• 第4章 雙向協(xié)作中繼功率分配46-54
• 4.1 典型的功率分配算法46-48
• 4.1.1 等功率分配算法46-47
• 4.1.2 注水功率分配算法47-48
• 4.1.3 功率分配算法的比較48
• 4.2 基于平均總速率的功率分配算法48-52
• 4.2.1 優(yōu)化功率分配策略49-51
• 4.2.2 仿真分析51-52
• 4.3 小結(jié)52-54
• 第5章 高能效協(xié)作通信54-65
• 5.1 能效標(biāo)準(zhǔn)的介紹54-55
• 5.2 雙向協(xié)作模式的能效分析55-58
• 5.2.1 系統(tǒng)模型55-56
• 5.2.2 基于能效的傳輸模式選擇56
• 5.2.3 直連鏈路傳輸能效分析56-58
• 5.2.4 雙向中繼傳輸58
• 5.3 求解雙向協(xié)作傳輸最小功率以及能效58-60
• 5.4 高能效方案60-62
• 5.4.1 能效表達(dá)式分析60-61
• 5.4.2 二分法算法求解61
• 5.4.3 高能效策略61-62
• 5.5 仿真分析62-64
• 5.6 小結(jié)64-65
• 第6章 總結(jié)65-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果72-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 ;Power control for two-way amplify-and-forward relaying over Rayleigh fading channels[J];Journal of Zhejiang University-Science C(Computers & Electronics);2011年04期

2 劉通;陳前斌;唐倫;張力生;;Two-way中繼系統(tǒng)中的雙向中繼選擇及功率分配策略[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2010年07期

3 吳素文;呂星哉;朱近康;鄧單;;基于信道統(tǒng)計(jì)特性的中繼選擇算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2009年05期

4 李國(guó)兵;朱世華;惠擑;;最佳中繼協(xié)作通信系統(tǒng)的功率分配算法[J];電子學(xué)報(bào);2008年10期

5 高偉東;王文博;袁廣翔;彭木根;;協(xié)作通信中的中繼節(jié)點(diǎn)選取和功率分配聯(lián)合優(yōu)化[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

6 范國(guó)平,李卉,樊平毅,曹志剛;互相關(guān)Nakagami衰落信道的仿真[J];無(wú)線電通信技術(shù);2002年06期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 史晶晶;基于雙向中繼系統(tǒng)的協(xié)作通信技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：雙向協(xié)作通信系統(tǒng)的中繼選擇和能效研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：310495