基于中继和多天线技术的D2D通信性能研究

发布时间：2017-05-17 21:15

  本文关键词：基于中继和多天线技术的D2D通信性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：D2D(Device-to-Device)通信是一种终端直通技术,应用在蜂窝系统中能有效地提高频谱利用率并减轻蜂窝网络的压力。但是D2D通信的短距离限制使其不能广泛的应用在蜂窝系统中。中继以及多天线辅助的D2D通信系统能有效地解决该问题,本文主要就是研究基于中继和多天线的D2D通信系统,具体的内容如下:首先研究了D2D通信引入中继技术后系统性能。针对传统的中继算法进行了改进采用机会中继算法来选择最优的中继参与协作,并分别推导了中继在DF和AF模式下,系统的中断概率、互信息量。仿真结果验证了理论分析的正确性,同时表明应用中继技术可以有效的提高D2D系统的容量,降低中断概率。其次研究了基于多天线技术的D2D中继通信系统。本文考虑两种多天线中继场景:仅接收端是多天线系统(SIMO)、收发端均是多天线系统(MIMO)。论文详细推导了两种场景下中继DF模式和中继AF模式下系统的中断概率、误码率以及系统容量。仿真结果验证了公式的正确性,同时表明采用多天线技术可以有效的降低D2D中继通信系统的中断概率。当一对蜂窝用户由于距离较远无法进行D2D通信时,应用多天线和中继技术可以使蜂窝用户对选用D2D模式来进行通信。最后研究了基于虚拟MIMO技术的D2D中继通信系统。多天线技术能给系统性能带来巨大的增益的同时也带来了高代价,为此虚拟MIMO技术被引入。利用簇协作通信技术,D2D用户对与周边空闲用户构成虚天线列阵获得MIMO增益。根据簇内协作节点的解码情况,分析了中继DF和AF模式下两种基于虚拟MIMO技术的D2D通信。文章的最后具体描述了虚拟MIMO通信的实现流程。
【关键词】：D2D 机会中继 多天线 虚拟MIMO
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 移动通信的发展史8-9
• 1.2 课题的研究背景与现状9-11
• 1.3 本文的主要研究内容与结构安排11-13
• 第二章 D2D通信技术相关知识13-23
• 2.1 D2D通信技术介绍13-20
• 2.1.1 D2D通信系统概述13-14
• 2.1.2 D2D通话过程14-16
• 2.1.3 D2D系统的工作模式16-17
• 2.1.4 D2D系统的资源共享方式17-18
• 2.1.5 D2D无线资源复用的干扰分析18-20
• 2.2 D2D通信的关键技术20-22
• 2.2.1 中继技术20-21
• 2.2.2 MIMO技术21-22
• 2.2.3 分集接收技术22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 基于机会中继技术的D2D系统性能分析23-38
• 3.1 中继技术简介23
• 3.2 中继通信系统23-28
• 3.2.1 系统模型23-24
• 3.2.2 工作模式24-26
• 3.2.3 干扰分析26-27
• 3.2.4 分集合并技术27-28
• 3.3 D2D机会中继系统28-31
• 3.3.1 机会中继协作方案28-29
• 3.3.2 D2D机会中继系统模型29-31
• 3.4 不同模式下，系统性能分析31-35
• 3.4.1 DF模式下性能分析31-33
• 3.4.2 AF模式下性能分析33-35
• 3.5 仿真结果与分析35-37
• 3.6 本章小结37-38
• 第四章 基于多天线的D2D中继系统性能分析38-55
• 4.1 MIMO技术介绍38-39
• 4.2 D2D多天线中继系统模型39-40
• 4.3 系统性能分析40-50
• 4.3.1 SIMO中继系统40-44
• 4.3.2 MIMO中继系统44-50
• 4.4 仿真结果与分析50-54
• 4.5 本章总结54-55
• 第五章 基于虚拟MIMO的D2D中继通信系统55-65
• 5.1 虚拟MIMO技术介绍55-57
• 5.2 D2D虚拟MIMO中继系统模型57-61
• 5.3 D2D虚拟MIMO通信实现方法61-62
• 5.4 仿真结果和分析62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 全文总结65-66
• 6.2 下一步的研究工作与展望66-67
• 参考文献67-70
• 附录1 公式推导70-76
• 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文76-77
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目77-78
• 致谢78

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本文编号：374534