協(xié)作分集網(wǎng)絡(luò)的延遲問題研究.pdf

1、在無線通信系統(tǒng)中，多輸入多輸出(MIMO：Multiple Input-Multiple Output)技術(shù)是對抗多徑衰落的有效途徑，并且能夠提供更高的傳輸速率以及較好的通信質(zhì)量。但是受到體積、功率等因素的制約，在移動終端中很難安置多根天線，這些因素限制了MIMO技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。協(xié)作分集技術(shù)作為一種新的空間分集技術(shù)為MIMO技術(shù)的實用化提供了新的出路。在無線協(xié)作分集環(huán)境中，單天線便攜式移動終端可以共享其它終端的資源，在多個移動終

2、端之間構(gòu)建多條通信鏈路，形成一個虛擬的MIMO系統(tǒng)，從而獲得較好的空間分集增益。
　　本文采用一個三節(jié)點(diǎn)協(xié)作分集放大中繼網(wǎng)絡(luò)作為研究模型。在Nakagami-m衰落信道條件下，對研究模型中源節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個數(shù)據(jù)包的反饋延遲的隨機(jī)分布進(jìn)行了研究。在物理層，由于Nakagami-m信道的時變性，源節(jié)點(diǎn)根據(jù)信道條件不同，采用自適應(yīng)調(diào)制與編碼技術(shù)，選擇不同調(diào)制編碼模式發(fā)送數(shù)據(jù)包。結(jié)合以上原因，對數(shù)據(jù)包的反饋延遲穩(wěn)態(tài)分布進(jìn)行研究，然后構(gòu)造有限狀

3、態(tài)馬爾科夫模型分析Nakagami-m衰落信道的相關(guān)性，得到信道狀態(tài)之間轉(zhuǎn)移關(guān)系矩陣，從而推導(dǎo)出研究模型中數(shù)據(jù)包發(fā)送一次的反饋延遲的轉(zhuǎn)移概率關(guān)系，進(jìn)一步求得數(shù)據(jù)包反饋延遲的穩(wěn)態(tài)概率。通過實驗與數(shù)值分析驗證了推導(dǎo)分析方法的準(zhǔn)確性。最后分析Nakagami-m信道衰落系數(shù)m和物理層最大誤包率Pmax對反饋延遲概率分布的影響。
　　針對物理層的自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)和數(shù)據(jù)鏈路層GBN-ARQ協(xié)議三節(jié)點(diǎn)AF模式協(xié)作分集網(wǎng)絡(luò)。本文分析了數(shù)據(jù)包在

4、源節(jié)點(diǎn)的排隊延遲情況。由于協(xié)作分集網(wǎng)絡(luò)中反饋延遲是隨機(jī)變化，本文構(gòu)建了一個源節(jié)點(diǎn)采用自適應(yīng)信道調(diào)制與編碼的數(shù)據(jù)包傳輸過程的馬爾科夫延遲隊列模型，當(dāng)數(shù)據(jù)包反饋延遲隨機(jī)變化時，討論整個系統(tǒng)狀態(tài)演變的馬爾科夫模型，然后運(yùn)用隨機(jī)過程與排隊論知識對模型進(jìn)行分析，最后計算出數(shù)據(jù)包在源節(jié)點(diǎn)排隊延遲概率分布。準(zhǔn)確的源節(jié)點(diǎn)排隊延遲概率分布有利于對協(xié)作分集網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包流量進(jìn)行控制，從而提高通信系統(tǒng)的整體性能。為了驗證本文提出的協(xié)作分集源節(jié)點(diǎn)馬爾科夫延遲隊列