双向/多向中继系统传输方案设计

发布时间：2021-07-12 02:11

　　协作中继技术在扩大无线通信系统的覆盖范围以及提高系统容量和传输可靠性方面显示出强大的优势,但是,由于半双工限制,传统的单向协作中继频谱效率不高。结合物理层网络编码技术,双向中继技术有效地克服了半双工限制,显著提高了系统的频谱效率,已成为无线通信领域的研究热点。此外,随着视频会议、多人游戏、应急与救灾通信等新型无线应用的迅速推广,作为双向中继的衍生物,多向通信技术正引起学术界与产业界越来越多的关注。本文将围绕双向中继和多向中继通信的典型场景：多对用户双向中继系统、多小区多用户双向中继系统、多天线多向中继系统以及分布式多向中继系统,分别设计各场景的传输方案。本文首先针对多对用户双向中继系统,提出了一种无用户对间干扰的中继预编码设计,最大化了每对用户接收到的有用信息的功率；并在该设计的基础上,以最大化系统的传输速率为目标,优化了用户的发射功率以及中继的功率分配,并通过对功率优化问题的放松得到该方案设计的性能上界,作为评价功率分配算法的标准；此外,本文提出了一种简单易行的用户对选择方法来进一步提高系统的吞吐量。随后本文考虑了更为一般的多小区多用户双向中继系统,其中多对用户双向中继系统和单小区双... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
插图索引
常用略縮语
常用数学符号
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 双向/多向中继简介
        1.2.1 双向中继
        1.2.2 多向中继
    1.3 研究现状
    1.4 论文创新工作与章节安排
        1.4.1 论文创新工作
        1.4.2 章节安排
2 多对用户双向中继传输方案设计
    2.1 引言
    2.2 系统模型
    2.3 中继端的预编码设计
    2.4 功率优化
        2.4.1 优化问题建模
        2.4.2 优化问题求解
        2.4.3 性能上界
    2.5 用户对选择方法
    2.6 仿真结果
    2.7 本章小结
3 多小区多用户双向中继传输方案设计
    3.1 引言
    3.2 系统模型
        3.2.1 多址接入阶段
        3.2.2 广播阶段
    3.3 中继与基站联合预编码设计
        3.3.1 中继与基站预编码矩阵基本结构
        3.3.2 固定{a_(m,k)},设计{W_(m,k)}
        3.3.3 固定{W_(m,k)},设计{a_(m,k)}
        3.3.4 迭代优化算法
    3.4 功率分配
        3.4.1 优化问题建模
        3.4.2 优化问题求解
        3.4.3 性能上界
    3.5 仿真结果
        3.5.1 多对用户双向中继场景
        3.5.2 单小区多用户双向中继场景
        3.5.3 多小区多用户双向中继场景
    3.6 本章小结
4 多天线多向中继传输方案设计
    4.1 引言
    4.2 系统模型
        4.2.1 多址接入阶段
        4.2.2 广播阶段
    4.3 功率分配
        4.3.1 再生中继方式
        4.3.2 非再生中继方式
    4.4 仿真结果
    4.5 本章小结
5 分布式多向中继传输方案设计
    5.1 引言
    5.2 系统模型
        5.2.1 多址接入过程
        5.2.2 广播阶段
    5.3 分布式ZF中继传输方案
    5.4 分布式MMSE中继传输方案
        5.4.1 固定(B,C),优化(w,β)
        5.4.2 固定(w,β),优化(B,C)
        5.4.3 迭代算法
    5.5 上下行互易信道下的方案设计
        5.5.1 对称业务模式
        5.5.2 非对称业务模式
    5.6 中继数量限制
    5.7 仿真结果
    5.8 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 不足与展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
博士论文
[1]多用户MIMO中继系统中的联合预编码与功率分配研究[D]. 万海斌.上海交通大学 2013



本文编号：3278980