協(xié)作中繼系統(tǒng)HARQ協(xié)議能耗研究.pdf

1、目前，無(wú)線通信技術(shù)已由追求更高、更快的數(shù)據(jù)傳輸速率，向追求更省、更優(yōu)的資源和能源效率轉(zhuǎn)變，節(jié)約能源、節(jié)約資源已成為當(dāng)前研究領(lǐng)域的重大前沿課題;協(xié)作中繼技術(shù)廣泛應(yīng)用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，以增加傳輸速率，提高傳輸可靠性，由于無(wú)線信道具有衰落、時(shí)變等特性，從而導(dǎo)致傳輸信號(hào)產(chǎn)生大量錯(cuò)誤，為提高通信質(zhì)量，必須采用有效的差錯(cuò)控制機(jī)制。基于上述背景，本文主要從以下兩個(gè)方面對(duì)協(xié)作中繼系統(tǒng)混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ，H

2、ybrid AutomaticRepeat Request)協(xié)議的能耗進(jìn)行了深入研究。
　　 本文第三章分析和比較了非協(xié)作HARQ，多輸入多輸出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output) HARQ，多輸入單輸出(MISO，Multiple-Input Single-Output) HARQ，單輸入多輸出(SIMO，Single-InputMultiple-Output) HARQ和單輸入單輸出(S

3、ISO，Single-Input Single-Output)HARQ五種傳輸方式的總能耗。首先通過(guò)建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，分析和推導(dǎo)非協(xié)作HARQ和四種協(xié)作HARQ總能耗和中斷概率表達(dá)式;然后在中斷概率限制條件下，建立最小化總能耗優(yōu)化模型，通過(guò)窮盡搜索算法求解優(yōu)化模型;最后通過(guò)仿真驗(yàn)證:只有當(dāng)傳輸距離足夠長(zhǎng)時(shí)，協(xié)作HARQ的節(jié)能優(yōu)勢(shì)才得以體現(xiàn)，四種協(xié)作HARQ的能耗由低到高排列依次為MIMO，MISO，SIMO和SISO。
　　 本文

4、第四章進(jìn)一步研究了通過(guò)跨層設(shè)計(jì)最小化能耗問(wèn)題。針對(duì)Nakagami-m信道協(xié)作與非協(xié)作兩種情況，通過(guò)物理層自適應(yīng)調(diào)制和鏈路層HARQ協(xié)議跨層聯(lián)合設(shè)計(jì)，推導(dǎo)平均總能耗和平均誤碼率表達(dá)式;提出在平均誤碼率限制條件下，以星座尺寸b和每比特傳輸能量Eb為優(yōu)化變量，最小化平均總能耗跨層優(yōu)化模型，給出該跨層優(yōu)化模型的自適應(yīng)求解算法;仿真結(jié)果表明:存在距離閾值dth，當(dāng)傳輸距離小于dth，通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)星座尺寸b的大小，可節(jié)省8dB的能量;當(dāng)傳輸距離