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无线协作通信网络中自适应调制技术研究

作　者: 孟祥楠
导　师: 李光球
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 协作通信 自适应传输 选择合并 最大比合并 多输入多输出系统 空时分组码 解码转发 放大转发 正交幅度调制
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


协作通信通过共享移动终端的天线来提高无线通信系统的容量或传输可靠性,有效对抗了信道衰落的不利影响,降低了服务中断概率。自适应传输是在满足目标误比特率的情况下,通过自适应改变调制方式来提高无线通信系统的频带利用率。天线分集是对抗信道衰落的一种有效手段,可以提高无线系统的容量和传输可靠性。常用的天线分集技术有接收分集、发送分集、多输入多输出(MIMO)最大比合并(MRC)天线分集等。为进一步提高协作无线通信系统的性能,本文研究将自适应传输技术和几种天线分集技术应用于协作无线通信系统的理论与技术。第一章阐述协作传输方式和几种常用的协作系统模型、协作通信系统中的自适应调制技术、MIMO天线分集技术及其在协作通信中的应用现状。第二章研究在变速率变功率(VRVP)、变速率恒定功率(VR)、固定速率截断式信道反转(TIFR)自适应传输策略下采用天线分集接收的单中继解码转发(DF)协作系统、多中继放大转发(AF)协作系统和多跳DF协作系统的平均信道容量,并推导了使用恒定功率自适应M进制正交幅度调制(MQAM)时,上述自适应协作系统的中断概率、频谱效率和平均误比特率(BER)的解析表达式。计算机仿真结果验证了理论分析的正确性。数值计算和仿真结果表明：采用分集接收能够改善自适应协作通信系统的性能,但随着系统中接收天线数目的增加,性能差距不断变小第三章研究采用MIMO MRC和自适应传输的两跳DF协作通信系统的性能,推导其在VRVT、VR、TIFR自适应传输策略下的中断概率、平均信道容量的精确解析表达式和使用恒定功率自适应MQAM的MIMO MRC两跳DF系统的中断概率、平均频谱效率及平均BER的解析表达式。数值计算和仿真结果表明：增加系统中节点的收／发天线数能够有效提高MIMO MRC两跳DF自适应协作通信系统的性能。第四章研究在通信节点的发送端采用空时分组码(STBC)、接收端采用MRC的两跳DF自适应协作通信系统的性能,推导其在VRVP、VR、TIFR自适应传输策略下的中断概率、平均信道容量的精确解析表达式和使用恒定功率自适应MQAM的STBC两跳DF系统的中断概率、平均频谱效率、平均BER的解析表达式,并与MIMO MRC系统进行比较。数值计算和仿真结果表明：采用STBC能够显著改善两跳DF自适应协作系统的性能；采用MIMO MRC的自适应协作系统性能要优于采用STBC的自适应协作系统。第五章为本文的结论。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 协作传输方式和常用的协作系统模型  10-12
  1.2 协作通信系统中自适应调制技术发展现状  12-13
  1.3 MIMO天线分集技术及其在协作通信中的发展现状  13-15
    1.3.1 MIMO MRC  13-14
    1.3.2 STBC  14-15
  1.4 论文的主要工作  15-16
第2章 采用分集接收的自适应协作通信系统性能研究  16-39
  2.1 采用SC的单中继自适应协作通信系统性能  16-24
    2.1.1 系统模型  16-18
    2.1.2 信道容量  18-20
    2.1.3 采用自适应MQAM的协作系统性能  20-22
    2.1.4 数值计算和仿真结果  22-24
  2.2 采用MRC的多中继自适应协作通信系统性能  24-32
    2.2.1 系统模型  24-27
    2.2.2 信道容量  27-28
    2.2.3 采用自适应MQAM的协作系统性能  28-29
    2.2.4 数值计算和仿真结果  29-32
  2.3 采用MRC的多跳自适应协作通信系统性能  32-38
    2.3.1 系统模型  32-33
    2.3.2 信道容量  33-35
    2.3.3 采用自适应MQAM的协作系统性能  35
    2.3.4 数值计算和仿真结果  35-38
  2.4 本章小结  38-39
第3章 采用MIMO MRC的自适应协作通信系统性能研究  39-50
  3.1 系统模型  39-41
  3.2 信道容量  41-43
  3.3 采用自适应MQAM的协作系统性能  43-44
  3.4 数值计算和仿真结果  44-48
  3.5 本章小结  48-50
第4章 采用STBC的自适应协作通信系统性能研究  50-60
  4.1 系统模型  50-52
  4.2 信道容量  52-54
  4.3 采用自适应MQAM的协作系统性能  54-55
  4.4 数值计算和仿真结果  55-59
  4.5 本章小结  59-60
第5章 结论  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-68
附录  68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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