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无线中继系统的性能研究

作　者: 李倩
导　师: 王亚峰
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 协同分集中继功率分配系统容量
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着现代社会对无线通信的需求不断扩大,人们对无线通信速率和质量的要求也不断提高。而无线信道中多径衰落是限制无线通信速率和质量提高的一个主要因素,因此人们提出了一些方法来对抗无线信道中的多径衰落,其中分集是一个行之有效的方法。分集技术主要包括时间分集,频率分集和空间分集。空间分集由于不需要牺牲时间和带宽就能获得性能增益而受到特别的关注。然而,由于复杂度及尺寸等限制,在移动终端较难实现多天线传输。考虑在移动终端间、基站与终端间实施协同通信方案,可以利用用户间的协同传输以及有效的天线共享,抵抗无线信道的多径衰落,克服阴影效应,从而增强通信质量,提高频谱效率。由此,协同中继技术就在未来通信的更高用户需求和网络结构革命的带动下,迅速发展起来。本文主要对中继选择问题以及虚拟MIMO中继系统的功率分配问题进行研究。针对在源点和目的节点之间随机散布的多个节点情况,先设定一个合理的门限值,选择出符合条件的节点组成可用中继集合,再从集合中选择出性能最优者作为中继节点。并且从单目的节点系统扩展到多目的节点系统的中继选择问题。之后,对移动蜂窝网中的下行链路模型进行研究,基站采用多天线,而中继和用户采用单天线,借助多个中继进行协同传输,从而构成虚拟MIMO中继系统。在DF和AF两种中继方式下,忽略路损和直传路径,提出一种新的功率分配算法,能使系统能更好的利用有限的功率获得更大的增益。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 移动通信系统的发展演进  9-13
  1.2 目前RELAY的研究情况  13-15
  1.3 本课题研究的背景及意义  15-16
  1.4 本文研究内容  16-17
第2章分集技术与协同通信  17-26
  2.1 分集技术  17-19
    2.1.1 时间分集  17-18
    2.1.2 频率分集  18
    2.1.3 空间分集  18-19
    2.1.4 极化分集  19
  2.2 接收合并技术  19-21
  2.3 协同通信  21-26
    2.3.1 协同通信的发展  21-23
    2.3.2 协同通信的原理  23-24
    2.3.3 协同通信的优点  24-26
第3章中继协议  26-30
  3.1 固定中继  26-28
    3.1.1 放大转发模式  26
    3.1.2 解码转发模式  26-27
    3.1.3 编码协同模式  27-28
  3.2 选择中继  28
  3.3 增强型中继  28-30
第4章关于中继选择策略的研究  30-41
  4.1 机会中继  30-31
  4.2 系统模型  31-32
  4.3 系统容量分析及选择策略  32-35
  4.4 仿真实例及结果  35-41
    4.4.1 单目的节点  35-38
    4.4.2 多目的节点  38-41
第5章中继系统的功率分配问题  41-51
  5.1 注水算法  42-43
  5.2 遗传算法  43-45
    5.2.1 生物进化和遗传算法  43
    5.2.2 控制参数和选择  43-45
    5.2.3 标准GA的流程  45
  5.3 系统模型  45-46
  5.4 系统容量分析  46-48
    5.4.1 AF中继模式  46-47
    5.4.2 DF中继模式  47-48
  5.5 基于遗传算法的功率分配方案  48-49
  5.6 仿真实例及结果  49-51
第6章总结与展望  51-54
  6.1 全文总结  51-52
  6.2 未来研究展望  52-54
参考文献  54-58
附录  58-60
  附录1 数学基础  58-59
  附录2 确知信道矩阵的MIMO信道容量  59
  附录3 随机信道矩阵的MIMO信道容量  59-60
致谢  60-61
攻读学位期间发表的学术论文  61

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