广义衰落信道下中继系统高效率合作传输技术研究
发布时间：2021-03-28 09:35
中继作为实现多节点合作分集的关键技术,可以较好地对抗无线信道衰落,提高数据传输的可靠性。但是,随着无线网络高速增长的速率需求,如何利用有限的频谱资源提高通信的有效性成为研究的热点问题。传统合作中继系统强调各信道之间的正交性,导致频谱效率偏低。同时,考虑到无线通信场景的复杂性,信道模型需要尽可能反映信号的真实传播特性。因此,在广义信道模型下,研究高效的中继合作传输机制,对推动合作中继技术在未来无线网络中的应用有着重要意义。论文以中继信道的接入方式为切入点,考虑了基于正交接入方式的中继系统、基于非正交接入方式的中继系统与基于非固定接入方式的中继系统,研究了中继系统在不同信道接入方式下的合作传输技术,并且给出了相应的研究结果。论文的主要工作和研究成果包括:（1）论文研究了基于时分多址的正交中继系统合作传输技术。考虑到无线信道衰落的阴影效应和复杂衰落场景,分析了正交中继系统在广义信道和混合衰落信道下的性能。分析过程中采用矩母函数方法分别推导了系统采用放大转发和译码转发合作协议时的各态历经容量表示式。在大信噪比假设下,推导了中继系统的渐近各态历经容量闭合形式,并且导出了系统的复用增益和编码增益。...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．６中继技术特点??在固定信道接入方式下，根据各信道所占据的时频域资源是否重叠，更进一步将其划??
频谱利用率也不等同于有效性，对任意一种信道接入方式，都可以采取对应的性能优化方??法进一步提高中继系统的可靠性，或者以更少的频谱资源传输更多的信息，实现频谱资源??的高效利用。图１．７作为示意图，虽然无法用于衡量各信道接入方式性能的优劣，却直观??地描述了不同性能指标之间的制约关系。??—?非固定?｜非正交＋??信道接＾?Ｈ變；丨信道接入??频谱利用率??分集增ｉ??ｍ?非函定正支??信道接ｉ?Ｊｔ道接匕信道接；Ｖ??图１．７不同信道接入方式的频谱利用率和分集增益??ＤＭＴ主要针对的是系统的频谱效率，对带宽受限的系统具有重要意义。然而随着移??动通信的发展，节点的功率受限，这对系统的能量效率也提出了严格的要求。中继系统的??频谱效率和能量效率之间同样存在制约关系［４Ｇ｜，即功率－带宽折中（Ｐｏｗｅｒ－Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ??Ｔｒａｄｅｏｆｆ，?ＰＢＴ）［４１］〇??１．２国内外研究现状??合作中继系统的诸多优势使其在近年来获得大量关注。人们通过对中继系统进行理论??分析和仿真验证，已经在网络拓扑［４２］、信号调制编码［４３１、媒体接入控制协议［４４］以及网络??编码［４５，４６】等方面取得了丰硕的研究成果。与上述研究方向不同，本文研究的中继系统合作??传输技术主要考察系统在不同合作传输方式下的理论性能极限，基于对通信过程的数学表??示
?非正交信道接入方式??非固定信道接入方式??图１．８不同信道接入方式下的中继传输机制??综上所述，目前已有研究不仅在系统模型构建时欠缺普适性，同时在多节点合作传输??机制上还面临着传输效率低和通信开销大的问题，因此需要针对这些问题改进系统模型，??设计合理的合作传输机制，提高合作中继系统的性能。??针对上述问题，本文研究中继系统在不同信道接入方式下的合作传输机制，结合网络??拓扑和信道模型，分析系统的关键性能指标，提出能有效改善系统性能的中继传输方法。??本文整体架构和技术路线如图１．９所示。研究内容分为四部分：第一部分研究基于正交接??入方式的中继合作传输技术，第二部分研究基于非正交接入方式的中继合作传输技术，第??三部分研究基于非固定信道接入方式的中继技术，第四部分研究非固定信道接入技术的典??型应用场景。具体包括：??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nakagami信道下MIMO解码转发中继系统的安全性能分析[J]. 赵睿,林鸿鑫,贺玉成,彭盛亮,周林. 电子与信息学报. 2016(08)
[2]基于混合信号的放大转发中继系统的物理层安全传输[J]. 杨斌,王文杰,殷勤业. 电子学报. 2016(02)
[3]面向5G的非正交多址接入技术[J]. 毕奇,梁林,杨姗,陈鹏. 电信科学. 2015(05)
[4]两跳中继系统在混合Gamma衰落信道下的性能分析[J]. 程卫军. 电子学报. 2014(10)
[5]卫星LTE:IMT-Advanced系统卫星部分的中国提案（英文）[J]. 刘思杨,秦飞,高镇,张源,何异舟. 中国通信. 2013(10)
[6]中继蜂窝网络下行协作网络编码中继方法(英文)[J]. 熊轲,樊平毅,易粟,雷鸣. 中国通信. 2013(07)
[7]基于部分信道信息的中继选择算法[J]. 吴素文,赵明,朱近康,韩凌娟. 数据采集与处理. 2011(02)
博士论文
[1]协作中继通信系统中的资源分配及物理层网络编码问题研究[D]. 梁天.东南大学 2016
[2]无线通信系统协作中继技术研究[D]. 杨龙.西安电子科技大学 2015
[3]无线中继网络中的协作传输技术研究[D]. 杨烨.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]卫星移动通信系统中的空时码技术[D]. 齐鲁.浙江大学 2015
[2]陆地移动卫星中继合作系统上行链路研究[D]. 罗兰.浙江大学 2015
本文编号：3105313
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．６中继技术特点??在固定信道接入方式下，根据各信道所占据的时频域资源是否重叠，更进一步将其划??
频谱利用率也不等同于有效性，对任意一种信道接入方式，都可以采取对应的性能优化方??法进一步提高中继系统的可靠性，或者以更少的频谱资源传输更多的信息，实现频谱资源??的高效利用。图１．７作为示意图，虽然无法用于衡量各信道接入方式性能的优劣，却直观??地描述了不同性能指标之间的制约关系。??—?非固定?｜非正交＋??信道接＾?Ｈ變；丨信道接入??频谱利用率??分集增ｉ??ｍ?非函定正支??信道接ｉ?Ｊｔ道接匕信道接；Ｖ??图１．７不同信道接入方式的频谱利用率和分集增益??ＤＭＴ主要针对的是系统的频谱效率，对带宽受限的系统具有重要意义。然而随着移??动通信的发展，节点的功率受限，这对系统的能量效率也提出了严格的要求。中继系统的??频谱效率和能量效率之间同样存在制约关系［４Ｇ｜，即功率－带宽折中（Ｐｏｗｅｒ－Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ??Ｔｒａｄｅｏｆｆ，?ＰＢＴ）［４１］〇??１．２国内外研究现状??合作中继系统的诸多优势使其在近年来获得大量关注。人们通过对中继系统进行理论??分析和仿真验证，已经在网络拓扑［４２］、信号调制编码［４３１、媒体接入控制协议［４４］以及网络??编码［４５，４６】等方面取得了丰硕的研究成果。与上述研究方向不同，本文研究的中继系统合作??传输技术主要考察系统在不同合作传输方式下的理论性能极限，基于对通信过程的数学表??示
?非正交信道接入方式??非固定信道接入方式??图１．８不同信道接入方式下的中继传输机制??综上所述，目前已有研究不仅在系统模型构建时欠缺普适性，同时在多节点合作传输??机制上还面临着传输效率低和通信开销大的问题，因此需要针对这些问题改进系统模型，??设计合理的合作传输机制，提高合作中继系统的性能。??针对上述问题，本文研究中继系统在不同信道接入方式下的合作传输机制，结合网络??拓扑和信道模型，分析系统的关键性能指标，提出能有效改善系统性能的中继传输方法。??本文整体架构和技术路线如图１．９所示。研究内容分为四部分：第一部分研究基于正交接??入方式的中继合作传输技术，第二部分研究基于非正交接入方式的中继合作传输技术，第??三部分研究基于非固定信道接入方式的中继技术，第四部分研究非固定信道接入技术的典??型应用场景。具体包括：??１４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nakagami信道下MIMO解码转发中继系统的安全性能分析[J]. 赵睿,林鸿鑫,贺玉成,彭盛亮,周林. 电子与信息学报. 2016(08)
[2]基于混合信号的放大转发中继系统的物理层安全传输[J]. 杨斌,王文杰,殷勤业. 电子学报. 2016(02)
[3]面向5G的非正交多址接入技术[J]. 毕奇,梁林,杨姗,陈鹏. 电信科学. 2015(05)
[4]两跳中继系统在混合Gamma衰落信道下的性能分析[J]. 程卫军. 电子学报. 2014(10)
[5]卫星LTE:IMT-Advanced系统卫星部分的中国提案（英文）[J]. 刘思杨,秦飞,高镇,张源,何异舟. 中国通信. 2013(10)
[6]中继蜂窝网络下行协作网络编码中继方法(英文)[J]. 熊轲,樊平毅,易粟,雷鸣. 中国通信. 2013(07)
[7]基于部分信道信息的中继选择算法[J]. 吴素文,赵明,朱近康,韩凌娟. 数据采集与处理. 2011(02)
博士论文
[1]协作中继通信系统中的资源分配及物理层网络编码问题研究[D]. 梁天.东南大学 2016
[2]无线通信系统协作中继技术研究[D]. 杨龙.西安电子科技大学 2015
[3]无线中继网络中的协作传输技术研究[D]. 杨烨.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]卫星移动通信系统中的空时码技术[D]. 齐鲁.浙江大学 2015
[2]陆地移动卫星中继合作系统上行链路研究[D]. 罗兰.浙江大学 2015
本文编号：3105313
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