基于压缩转发协议的全双工无线中继网络性能分析

发布时间：2017-06-07 01:00

  本文关键词：基于压缩转发协议的全双工无线中继网络性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：带内全双工(IBFD)通信利用自干扰消除(SIC)技术能实现同时同频发射和接收,理论上可将频谱效率提高一倍。协作通信(CC)利用中继节点协作,能通过接力传输扩展覆盖范围,消除覆盖盲点、盲区,提高通信可靠性。将全双工通信与协作通信结合构建基于全双工通信的无线中继网络,不仅能发挥无线协作通信的技术优势,还能利用通信节点具有的全双工通信能力提高协作转发时效,降低端到端传输时延。但在全双工无线中继网络中,中继节点同时同频接收和转发信号,不可避免会存在残留自干扰(RSI),不同中继转发协议的性能与半双工无线中继网络有很大不同。本文针对全双工无线中继网络,分析和研究两跳中继和多跳中继下中继节点基于压缩转发(CF)协议的性能,主要研究内容和取得的研究成果如下:1)研究CF协议下全双工两跳中继网络的中断性能,首先建立全双工两跳中继网络的信道模型和信号模型,然后推导系统中断概率表达式,最后对中断性能进行仿真分析。结果表明:源节点和中继节点发射功率对系统中断概率有重要影响,随着发射功率的增大,系统中断概率呈下降趋势,但当发射功率增大到一定值后,系统中断概率下降趋缓;传输速率对系统中断概率也会产生影响,由于CF协议会引入量化噪声,当传输速率较小时,半双工方式略优于全双工方式,但随着传输速率的增加,全双工的优势逐渐体现;在相同传输速率下,CF协议下的系统中断性能次于SDF协议,但由于CF协议获得了分集增益,其中断性能优于DF协议。此外,R-D链路信道增益也会影响系统中断概率,但全双工方式始终优于半双工方式。2)研究CF协议下全双工多跳中继网络的中断性能,首先建立全双工多跳中继网络的信道模型和信号模型,然后推导系统中断概率表达式,最后对中断性能进行仿真分析。结果表明:信噪比对系统中断概率有重要影响,随着信噪比的增加,系统中断概率呈下降趋势,但当信噪比增加到一定值后,系统中断概率下降趋缓;在CF协议下,中继数一定时,随着信噪比增加,全双工的中断性能始终优于半双工。此外,由于在不同信噪比下,由于中继节点的总干扰以及路径损耗对性能的影响不同,因此,为了获得最小中断概率,应首先确定最优中继数量。
【关键词】：全双工中继 残留自干扰 容量 中断概率
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 研究内容及章节安排12-13
• 2 全双工无线中继网络概述13-32
• 2.1 中继技术13-21
• 2.1.1 中继系统模型14-16
• 2.1.2 中继转发协议16-20
• 2.1.3 可达速率和中断概率20-21
• 2.2 带内全双工通信21-24
• 2.2.1 基本原理21-22
• 2.2.2 全双工无线中继22-23
• 2.2.3 自干扰23-24
• 2.3 全双工中继信道的可达速率24-31
• 2.3.1 全双工中继信道模型24-26
• 2.3.2 不同中继转发协议下的容量上界和可达速率26-29
• 2.3.3 仿真分析29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 3 CF-FDR协议下全双工两跳中继网络性能分析32-41
• 3.1 全双工两跳中继系统模型32-34
• 3.1.1 信道模型32-33
• 3.1.2 信号模型33-34
• 3.2 中断概率分析34-37
• 3.3 仿真分析37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 CF-FDR协议下全双工多跳中继网络性能分析41-51
• 4.1 中断概率与矩母函数41
• 4.2 全双工多跳中继系统模型41-43
• 4.2.1 信道模型41-42
• 4.2.2 信号模型42-43
• 4.3 中断概率分析43-46
• 4.4 仿真分析46-49
• 4.5 本章小结49-51
• 5 总结与展望51-53
• 5.1 全文总结51-52
• 5.2 未来展望52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 附录57
• A. 作者在攻读学位期间发表的科研成果目录57

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