無線協(xié)作通信的策略及協(xié)議研究.pdf

1、無線信道的衰落特性是阻礙信道容量增加和服務質量改善的主要原因之一，而MIMO 技術是應對衰落的有效方法。但是MIMO 技術要求每個通信設備必須具有多根天線，往往不易實現(xiàn)，協(xié)作通信正是在這種背景下應運而生的。協(xié)作通信的概念是建立在中繼信道模型的基礎上，受MIMO 技術的啟發(fā)而提出的。協(xié)作通信把無線信道，無線網絡，物理層傳輸技術等綜合在一起進行設計和優(yōu)化，不僅能夠提高無線通信系統(tǒng)的容量，減少通信的中斷概率，而且可以擴大無線網絡的連通性，節(jié)省

2、數(shù)據傳輸?shù)哪芰?。協(xié)作通信是一種技術，更是一種通信的方式、一種思想，它可以和其它的通信技術充分融合，在無線通信領域中得到廣泛的應用，成為下一代無線通信技術的重要研究領域。
　　 本文著眼于協(xié)作通信中相關策略和協(xié)議設計，針對協(xié)作通信的四個關鍵問題進行了研究。首先，本文研究了如何根據中繼節(jié)點的空間分布選擇合適的協(xié)作協(xié)議。
　　 然后，分析了干擾問題與協(xié)作通信的關系以及協(xié)作通信應該采用何種方式來有效應對干擾。針對蜂窩網絡中的異構

3、協(xié)作這一新興的研究領域，詳細分析了兩種協(xié)作模式和能夠達到的性能指標。最后研究了一種適用于協(xié)作通信的MAC層協(xié)議，并通過仿真結果驗證了其可行性。
　　 本文主要取得如下研究成果：
　　 1 借用了幾何分析的方法，結合信息論的相關原理，證明了協(xié)作通信協(xié)議可以獲取的最大互信息量和中繼節(jié)點的空間分布有著密切的關系。給出了一種基于中繼節(jié)點空間分布的協(xié)作協(xié)議選擇策略，并通過仿真驗證了可行性。介紹了一種機會分布式空時編碼協(xié)議，能夠實現(xiàn)

4、性能和復雜度的折中。
　　 2 研究了協(xié)作通信帶來的干擾問題對系統(tǒng)性能的影響，說明了通過選擇不同的中繼節(jié)點可以盡量避免干擾。提出了一種干擾避免的中繼節(jié)點選擇算法，中繼節(jié)點可以充分利用干擾帶來的機會進行協(xié)商，來共同尋找更適合的中繼節(jié)點。仿真結果證明：基于干擾避免的中繼節(jié)點選擇算法相對于未考慮干擾問題的中繼節(jié)點選擇算法，可以獲得約7%的平均信道容量的提升。
　　 3介紹了兩種適用于異構協(xié)作的協(xié)作模式，分別稱為VAA_DSTC

5、和VAA_BLAST。詳細描述了這兩種協(xié)作模式的工作過程，而且采用分集復用折中作為分析工具，比較了兩種協(xié)作模式各自的性能。提出并證明了：移動設備的異構通信接口數(shù)據率的差異，可以帶來額外的復用增益。
　　 4介紹了一個支持協(xié)作通信的通用框架，并圍繞著該框架，研究了支持協(xié)作通信的MAC協(xié)議（簡稱為協(xié)作MAC協(xié)議）。該協(xié)作MAC協(xié)議能夠與802.11協(xié)議兼容，不僅可以支持多種協(xié)作通信協(xié)議，而且可以支持不同數(shù)量的中繼節(jié)點。該協(xié)作MAC協(xié)