發(fā)布時間：2017-08-22 21:37

  本文關鍵詞：中繼選擇策略及功率優(yōu)化分配算法研究

  更多相關文章： MIMO系統(tǒng) 可達速率 中斷概率 牛頓法

【摘要】：隨著社會的日益進步,用戶對無線通信性能的要求也在不斷提高,因此下一代無線通信系統(tǒng)需要為用戶提供更高的傳輸速率及傳輸可靠性。協(xié)作中繼通信作為無線通信的一項關鍵技術,不僅能有效減小無線信道衰落并提高通信系統(tǒng)可靠性,而且能有效提升無線通信系統(tǒng)的性能。協(xié)作中繼系統(tǒng)存在多個協(xié)作中繼,如何選擇合理的中繼數是目前研究的熱點問題,現(xiàn)有的最優(yōu)多中繼選擇算法性能最優(yōu),但復雜度最高,且在滿足用戶需求的同時選擇過多的中繼數,在一定程度上浪費了系統(tǒng)資源。此外,在系統(tǒng)總功率受限的情況下,功率的不合理分配會導致系統(tǒng)可達速率較低且中斷概率較高,最終導致系統(tǒng)性能較差。基于上述問題,論文設計了一種低復雜度且性能接近最優(yōu)的協(xié)作中繼選擇算法,算法選擇最少中繼數并達到用戶需求;在系統(tǒng)總功率受限的情況下,論文又設計了一種功率優(yōu)化分配算法,該算法可提升系統(tǒng)可達速率并降低系統(tǒng)中斷概率。論文主要研究工作如下:(1)設計了一種基于閾值的中繼選擇算法。算法首先對源節(jié)點以及各協(xié)作中繼節(jié)點進行等功率分配,并根據信道狀態(tài)信息計算出單向鏈路的接收信噪比,然后求出滿足目標接收信噪比的轉發(fā)閾值,各協(xié)作中繼根據本地的信噪比與閾值進行比較來決定該協(xié)作中繼是否參與協(xié)作,最終實現(xiàn)中繼選擇。(2)設計了一種功率優(yōu)化分配算法。算法以提升系統(tǒng)可達速率并降低系統(tǒng)中斷概率為目標,首先根據算法原理建立數學模型,對數學模型進行凸優(yōu)化分析,采用牛頓法找到源節(jié)點最優(yōu)分配因子,并對其進行優(yōu)化分配,最終提升系統(tǒng)可達速率并降低系統(tǒng)中斷概率。根據仿真分析,基于閾值的中繼選擇算法可達速率性能接近最優(yōu)多中繼選擇算法且復雜度大大降低,而且在滿足用戶目標信噪比的前提下,選擇最少中繼數,節(jié)約了系統(tǒng)資源。功率優(yōu)化分配算法相比于功率平均分配算法,其系統(tǒng)可達速率以及中斷概率性能得到明顯改善,最終提高系統(tǒng)能量效率及可靠性。
【關鍵詞】：MIMO系統(tǒng) 可達速率 中斷概率 牛頓法
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 課題的典型應用場景9
• 1.3 課題國內外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.4 論文內容和組織結構11-13
• 2 協(xié)作中繼通信技術基礎13-24
• 2.1 分集技術13-17
• 2.1.1 分集技術的分類13-15
• 2.1.2 分集合并技術15-17
• 2.2 中繼信道模型17-18
• 2.3 協(xié)作中繼傳輸策略18-21
• 2.3.1 放大轉發(fā)策略18-19
• 2.3.2 解碼轉發(fā)策略19-20
• 2.3.3 編碼協(xié)作方式20-21
• 2.4 協(xié)作通信中的關鍵技術21-22
• 2.4.1 中繼選擇21-22
• 2.4.2 功率分配22
• 2.5 性能評價指標22-23
• 2.6 凸優(yōu)化理論概述23
• 2.7 本章小結23-24
• 3 協(xié)作中繼節(jié)點選擇及優(yōu)化算法24-38
• 3.1 單向多中繼傳輸模型以及時隙分配方案24-26
• 3.2 經典中繼選擇算法26-29
• 3.2.1 最優(yōu)單中繼選擇算法26-27
• 3.2.2 最優(yōu)多中繼選擇算法27-28
• 3.2.3 中繼選擇經典算法仿真及性能比較28-29
• 3.3 基于閾值的中繼選擇算法29-33
• 3.3.1 閾值中繼選擇算法理論30
• 3.3.2 中繼選擇算法30-31
• 3.3.3 轉發(fā)閾值的設置31-33
• 3.4 仿真結果與性能分析33-37
• 3.4.1 仿真分析33-36
• 3.4.2 算法復雜度分析36-37
• 3.4.3 分析總結37
• 3.5 本章小結37-38
• 4 中繼系統(tǒng)功率分配及其優(yōu)化算法38-50
• 4.1 經典功率分配算法38-39
• 4.1.1 平均功率分配算法38
• 4.1.2 注水功率分配算法38-39
• 4.2 系統(tǒng)總功率優(yōu)化分配算法39-44
• 4.3 仿真分析與性能分析44-49
• 4.3.1 仿真分析44-48
• 4.3.2 分析總結48-49
• 4.4 本章總結49-50
• 5 總結與展望50-52
• 5.1 本文工作總結50
• 5.2 未來工作展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻53-56

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本文編號：721100