協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中增量HDAF協(xié)議的研究.pdf

1、多輸入多輸出系統(tǒng)(multiple-inputmultiple-output，MIMO)通過分別在發(fā)射端和接收端安裝多根天線以獲得空間分集，使得接收端可以獲得經(jīng)歷獨(dú)立衰落的相同信號(hào)的不同副本，從而有效地抵抗無線網(wǎng)絡(luò)的衰落問題。MIMO技術(shù)把多徑傳播環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)用戶有利的因素，極大地提高無線通信性能，又不以頻譜為代價(jià)，成為現(xiàn)代無線通信中最重要的技術(shù)之一，然而MIMO技術(shù)受到終端大小、成本和功耗等諸多方面的限制，往往不能在無線節(jié)點(diǎn)上安裝多根

2、天線。為了解決MIMO技術(shù)的瓶頸問題，人們提出協(xié)作通信(cooperativecommunication)技術(shù)，即無線網(wǎng)絡(luò)中單天線的節(jié)點(diǎn)通過按照某種方式共享各自天線，形成虛擬MIMO系統(tǒng)，進(jìn)而獲得空間分集增益以有效抵抗多徑衰落。協(xié)作通信技術(shù)可以提高通信系統(tǒng)的可靠性，擴(kuò)大系統(tǒng)覆蓋范圍，降低通信系統(tǒng)的功耗消耗，同時(shí)也可以同OFDM、UWB、CR等技術(shù)結(jié)合。
　　 協(xié)作分集機(jī)制問題研究是協(xié)作通信中的重要問題，即什么時(shí)候協(xié)作并且如何協(xié)作

3、。放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(amplify-and-forward，AF)和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(decoded-and-forward，DF)是協(xié)作系統(tǒng)中的兩種典型協(xié)議。在放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議中，中繼節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于信號(hào)放大器，但中繼節(jié)點(diǎn)在放大有用信息的同時(shí)也放大了無用噪聲;在譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議中，中繼譯碼信息后再編碼轉(zhuǎn)發(fā)其接收到的信號(hào)，這使DF協(xié)作系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)要較AF方案復(fù)雜。
　　 本文主要工作即對(duì)無線通信網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作分集機(jī)制進(jìn)行研究，介紹了協(xié)作通信系統(tǒng)中的A

4、F、DF和編碼協(xié)作(codedcooperation，CC)三種基本協(xié)議和后來發(fā)展的較為復(fù)雜的協(xié)議，如選擇性中繼協(xié)議、增量中繼協(xié)議、混合譯碼放大轉(zhuǎn)發(fā)(hybriddecode-amplifyforward，HDAF)協(xié)議、增量選擇DF協(xié)議，提出了增量HDAF(IHDAF)協(xié)議，并對(duì)所提協(xié)議和其他協(xié)議進(jìn)行了比較分析。本論文的主要工作如下:
　　 1)基于已有協(xié)作協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合增量中繼協(xié)議和HDAF協(xié)議，本文提出了一種新的協(xié)作分

5、集機(jī)制，被稱為IHDAF協(xié)議。
　　 2)以信息論與概率統(tǒng)計(jì)為數(shù)學(xué)工具，基于三節(jié)點(diǎn)協(xié)作系統(tǒng)模型，深入研究了三節(jié)點(diǎn)IHDAF協(xié)作系統(tǒng)的中斷概率(outage)和誤比特率(biterrorrate，BER)，并給出了其閉式表達(dá)式，為理論研究和工程設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　 3)基于S-R鏈路的距離信息，對(duì)IHDAF方案進(jìn)行了改進(jìn)，在保證系統(tǒng)性能的前提下，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。通過對(duì)BER求導(dǎo)得到了兩個(gè)門限值的最優(yōu)關(guān)系，同時(shí)討論