无定形小区移动中继通信系统的关键技术研究

发布时间：2017-05-28 04:05

  本文关键词：无定形小区移动中继通信系统的关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：移动中继(MRN, Mobile Relay Node)是部署在汽车、火车等公共交通工具上的中继节点,它能够为车内乘客或周围人群提供除固定节点以外的可靠接入点,从而提高小区的覆盖水平,改善用户的通信体验。基于移动中继的无定形小区(AC, Amorphous Cell)利用固定节点与移动中继间的动态协作,不仅可以减少传统蜂窝小区中的覆盖盲区,提升小区容量,还可以降低需要部署的固定节点数量,进而提高整个系统的能效。本文针对无定形小区移动中继通信系统中的若干关键技术进行了研究。首先,本文给出了无定形小区移动中继通信系统的基本概念,并描述了其典型应用场景。文章对无线移动通信信道进行了分析,并引入了一种适合高速铁路环境的新莱斯衰落信道仿真模型。在介绍移动中继通信系统的整体架构和中继节点协议栈的基础上,本文对中继技术进行了分类,讨论了移动中继通信系统中涉及到的主要技术问题。文章进一步分析了正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术的基本原理,并给出了OFDM技术的优缺点。其次,文章研究了高速移动通信场景中回程链路的信道估计技术。在分析OFDM系统基带模型的基础上,本文从导频图案设计、导频子载波处的信道估计算法、数据子载波处信道信息的插值方法三个方面对经典的信道估计方法进行了总结。利用新莱斯衰落信道仿真模型对各种经典信道估计方法进行了仿真复现,进而比较分析了各种方法的性能。文章介绍了基于基扩展模型的快时变信道估计方法,分析了其用于回程链路信道估计的复杂度。本文重点改进了用于估计基系数的导频插入图案,并通过仿真证明改进后的分布式导频插入图案,相比传统的集中式导频插入图案能有效提高信道估计的准确性。最后,本文研究了多用户移动中继通信系统中的资源分配技术。在建立移动中继辅助传输多用户系统模型的基础上,文章介绍了直接传输和移动中继辅助传输两种传输模式。本文提出了传输模式选择的概念,并详细介绍了其具体执行过程,通过仿真证明了传输模式选择对平均系统容量的提升作用。文章进一步提出了一种基于传输模式选择的混合功率分配算法,该算法对采用不同传输模式的用户利用不同方案进行功率分配,仿真结果证明利用该混合功率分配算法能明显提高平均系统容量。
【关键词】：无定形小区 移动中继 信道估计 基扩展模型 传输模式选择 功率分配
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 本论文专用术语的注释表11-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 研究背景与意义13-15
• 1.2 无定形小区与移动中继通信系统15-16
• 1.2.1 无定形小区基本概念15
• 1.2.2 无定形小区移动中继通信系统15-16
• 1.3 无定形小区移动中继通信系统研究现状16-17
• 1.3.1 国内外研究现状16
• 1.3.2 需要研究的关键技术16-17
• 1.4 论文的章节安排及创新点17-19
• 1.4.1 论文的章节安排17-18
• 1.4.2 论文创新点18-19
• 第二章 无定形小区移动中继通信系统19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 无线信道建模19-26
• 2.2.1 无线信道的主要特性参数20-21
• 2.2.2 无线信道的基本分类21-22
• 2.2.3 无线衰落信道仿真模型22-26
• 2.3 移动中继技术26-33
• 2.3.1 中继技术简述26-27
• 2.3.2 中继通信系统的整体架构与协议栈27-28
• 2.3.3 中继技术分类28-31
• 2.3.4 无定形小区移动中继通信系统的典型部署场景31-33
• 2.4 正交频分复用技术33-36
• 2.4.1 OFDM技术的历史发展33-34
• 2.4.2 OFDM系统的基本原理34-35
• 2.4.3 OFDM系统的优缺点35-36
• 2.5 本章总结36-37
• 第三章 移动中继通信系统回程链路的信道估计技术37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 OFDM系统等效基带模型37-40
• 3.3 OFDM系统的经典信道估计方法40-47
• 3.3.1 传统导频图案设计40-42
• 3.3.2 导频子载波处的信道估计算法42-43
• 3.3.3 数据子载波处的常用插值方法43-44
• 3.3.4 仿真结果与分析44-47
• 3.4 基于基扩展模型的回程链路信道估计技术47-55
• 3.4.1 无线信道基扩展模型47-48
• 3.4.2 基扩展模型下OFDM系统物理层信道建模48-49
• 3.4.3 基系数的估计及复杂度分析49-50
• 3.4.4 导频插入图案的改进设计50-51
• 3.4.5 仿真结果与分析51-55
• 3.5 本章小结55-57
• 第四章 多用户移动中继通信系统资源分配技术57-73
• 4.1 引言57
• 4.2 移动中继辅助传输通信系统57-59
• 4.2.1 单移动中继辅助传输单用户系统模型57-58
• 4.2.2 多移动中继辅助传输多用户系统模型58-59
• 4.3 信号模型59-61
• 4.3.1 传输模式信号建模59-60
• 4.3.2 信道系数建模60-61
• 4.4 传输模式选择61-66
• 4.4.1 两种传输模式下系统的容量分析61-62
• 4.4.2 传输模式选择的原因及过程62
• 4.4.3 基于传输模式选择的系统容量分析62-63
• 4.4.4 仿真结果与分析63-66
• 4.5 基于传输模式选择的混合功率分配算法66-71
• 4.5.1 混合功率分配算法的数学分析67-68
• 4.5.2 混合功率分配算法流程68
• 4.5.3 仿真结果与分析68-71
• 4.6 本章小结71-73
• 第五章 总结与展望73-75
• 5.1 论文内容总结73
• 5.2 未来的研究展望73-75
• 参考文献75-81
• 攻读硕士学位期间的研究成果81-83
• 致谢83

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本文编号：401834