本文選題：中繼選擇 + 功率分配��； 參考：《新疆大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在實(shí)際通信系統(tǒng)中,由于山川河流、高樓大廈、雨雪氣流等多種因素的影響,在通信鏈路的傳輸過(guò)程中會(huì)有快衰落、慢衰落以及多徑衰落現(xiàn)象,通過(guò)使用中繼轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)能夠降低無(wú)線通信傳輸?shù)闹袛嗦省⑻岣咄ㄐ畔到y(tǒng)的吞吐量、降低功率消耗并改善邊遠(yuǎn)地區(qū)的覆蓋范圍。在中繼協(xié)作的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中,最值得關(guān)注的是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率分配、中繼節(jié)點(diǎn)的選擇。功率分配的研究對(duì)于現(xiàn)今的中繼通信系統(tǒng)十分重要,在含有中繼的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,傳統(tǒng)模式端到端的通信方式己經(jīng)沒(méi)有了,被一個(gè)較復(fù)雜的兩跳通信方式取而代之。功率分配的關(guān)鍵是要研究源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)處的發(fā)送功率,在這樣的無(wú)線通信系統(tǒng)中,已被選中的中繼節(jié)點(diǎn)的各種性能都將直接影響到信道鏈路的整體質(zhì)量。本文首先研究了基于功率分配的單路中繼選擇方案,考慮了一種低自干擾、較高通信質(zhì)量的無(wú)線中繼選擇方案,源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的功率用拉格朗日極值法來(lái)合理分配,目標(biāo)是使無(wú)線通信系統(tǒng)的中斷率最小。由各個(gè)鏈路的平均信噪比、發(fā)送功率的倒數(shù)以及約束條件組成拉格朗日函數(shù),對(duì)所組成的拉格朗日函數(shù)求極值,得出能使聯(lián)合函數(shù)為最大的功率分配值,把求出的信道參數(shù)和功率值代入待發(fā)送信息的系數(shù)中,對(duì)系數(shù)和從小到大排序從而選擇出最理想的中繼節(jié)點(diǎn),結(jié)合放大轉(zhuǎn)發(fā)方式完成通信。此方案可以在選擇較好無(wú)線通信鏈路的同時(shí),又能節(jié)約終端能源,降低信號(hào)間的干擾。然后針對(duì)兩路中繼選擇的最小誤碼率、信道速率和計(jì)算復(fù)雜度,提出了帶有功率分配、自干擾控制的兩路中繼選擇方案�？紤]了最優(yōu)和次優(yōu)功率分配算法,最優(yōu)算法采用二等分法來(lái)找出非凸目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值,次優(yōu)算法用高信干噪比近似值來(lái)描述最優(yōu)問(wèn)題;基于功率分配算法提出了兩路中繼選擇的最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)和次優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)以放大轉(zhuǎn)發(fā)方式通信的兩路中繼選擇方案,考慮四種優(yōu)化變量:在連續(xù)時(shí)隙中每條鏈路的兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率、兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率。最后的結(jié)果表明,兩路中繼選擇的誤碼率比單路中繼選擇小,次優(yōu)選擇標(biāo)準(zhǔn)的誤碼率與最優(yōu)選擇標(biāo)準(zhǔn)幾乎相等,計(jì)算復(fù)雜度低于最優(yōu)方案的計(jì)算復(fù)雜度,在實(shí)際應(yīng)用中,可用次優(yōu)選擇方案降低計(jì)算復(fù)雜度并達(dá)到與最優(yōu)選擇方案一樣的性能,功率分配及低自干擾的中繼選擇的研究對(duì)于頻譜資源有限的無(wú)線通信系統(tǒng)是非常有現(xiàn)實(shí)意義的。
[Abstract]:In the actual communication system, due to the influence of many factors, such as mountains, rivers, tall buildings, rain and snow, there will be fast fading, slow fading and multipath fading in the transmission process of communication link. By using relay forwarding technology, the outage rate of wireless communication transmission can be reduced, the throughput of communication system can be improved, the power consumption can be reduced and the coverage of remote areas can be improved. In the relay cooperative wireless communication network, the most important issues are the power allocation of each node and the selection of relay nodes. The research of power allocation is very important to the current relay communication system. In the wireless network system with relay, the traditional mode of end-to-end communication is gone, which is replaced by a more complex two-hop communication mode. The key of power allocation is to study the transmission power of the source node and the relay node. In such a wireless communication system, the performance of the selected relay node will directly affect the overall quality of the channel link. In this paper, the single relay selection scheme based on power allocation is studied, and a wireless relay selection scheme with low self-interference and high communication quality is considered. The power of source node and relay node is reasonably allocated by Lagrange extreme value method. The goal is to minimize the interruption rate of the wireless communication system. The Lagrange function is composed of the average signal-to-noise ratio (SNR) of each link, the reciprocal of transmission power and the constraint conditions. The maximum power distribution value of the joint function can be obtained by calculating the maximum value of the Lagrange function. The calculated channel parameters and power values are substituted into the coefficients of the information to be transmitted, the coefficients and the order from small to large are sorted to select the most ideal relay nodes, and the communication is completed by means of amplification and forwarding. This scheme can not only select better wireless communication links, but also save terminal energy and reduce inter-signal interference. Based on the minimum bit error rate, channel rate and computational complexity of two-channel relay selection, a two-channel relay selection scheme with power allocation and self-interference control is proposed. The optimal and sub-optimal power allocation algorithms are considered. The optimal algorithm uses the bisection method to find the optimal value of the non-convex objective function, and the sub-optimal algorithm uses the approximate value of the high signal-to-noise ratio to describe the optimal problem. Based on the power allocation algorithm, the optimal criteria and suboptimal criteria for two-channel relay selection are proposed. Four optimization variables are considered for the two-channel relay selection scheme in the mode of amplification and forwarding: the transmission power of two source nodes in each link in a continuous time slot and the transmission power of two relay nodes. The results show that the BER of the two-channel relay selection is smaller than that of the single-channel relay selection, the BER of the sub-optimal selection standard is almost equal to the optimal selection criterion, and the computational complexity is lower than that of the optimal scheme. The available suboptimal selection scheme reduces the computational complexity and achieves the same performance as the optimal selection scheme. The research of power allocation and low self-interference relay selection is of great practical significance for wireless communication systems with limited spectrum resources.
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(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)：1910941