协作通信系统的中继选择方案研究

发布时间：2017-09-16 18:34

  本文关键词：协作通信系统的中继选择方案研究

  更多相关文章： 协作通信 中继选择 能量效率 接收SNR 遗传算法

【摘要】：在协作通信系统中,协作中继技术的使用可以帮助源节点转发数据,从而获得额外的分集增益、更大的系统容量和更有效的传输性能,因而受到协作通信领域的学者们的广泛研究。其中,如何根据瞬时信道状态信息(Channel State Information,CSI)以及提高能效和信号接收信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)的前提下,从候选中继集合中选出合适的中继参与信息转发同时为各个节点分配合适的功率,成为协作通信领域关注的重要内容。本文根据协作通信系统的资源条件以及性能指标,分别就单源和多源情况下的中继选择方案进行研究。首先,针对系统中源到中继以及中继到目的节点的两段瞬时CSI影响系统平均误符号率(Symbol Error Rate,SER)的问题,提出一种单源情况下基于瞬时CSI的自适应中继选择方案。当直传链路无法提供可靠传输时,该方案选择两段综合CSI最佳的中继进行协作传输。并且为了进一步保证传输的可靠性,中继能自适应地选择解码转发或者解码放大转发策略,从而降低了系统的平均SER。接着,区别于当前大多采用精确SNR公式进行中继选择研究的情况,本文提出一种近似高SNR条件下的基于能效的中继选择和功率分配方案。该方案采用简单的近似高SNR公式,以能效最大化为准则推导出中继选择和功率分配的表达式,同时还重新设计了两跳中继系统中能量效率和频谱效率间的折中方法。最后,研究多源中继选择方案。区别于当前大多研究只为各个源节点分配一个合适中继的情况,本文提出一种基于混合改进遗传算法的中继选择方案。该方案以最大化各链路的最小接收SNR为准则,建立了多源中继选择的系统模型,并根据模型提出了一种混合改进遗传算法用以为每个源节点快速分配若干个合适的中继,从而提高系统的接收SNR性能。
【关键词】：协作通信 中继选择 能量效率 接收SNR 遗传算法
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-11
• 1.1.1 未来无线通信的需求9-10
• 1.1.2 MIMO技术10
• 1.1.3 协作通信10-11
• 1.2 研究意义11-12
• 1.3 研究现状12-14
• 1.4 主要研究内容及结构安排14-16
• 第2章 协作中继相关技术综述16-28
• 2.1 三点协作中继模型16-17
• 2.2 中继转发策略17-20
• 2.2.1 AF策略17-18
• 2.2.2 DF策略18-20
• 2.2.3 CC策略20
• 2.3 分集合并技术简介20-23
• 2.3.1 分集技术简介20-21
• 2.3.2 合并技术简介21-23
• 2.4 现有的中继选择算法23-27
• 2.4.1 基于系统性能指标的中继选择算法23-26
• 2.4.1.1 基于系统SER的中继选择算法23-25
• 2.4.1.2 基于系统中断概率的中继选择算法25
• 2.4.1.3 基于系统容量增益的中继选择算法25
• 2.4.1.4 基于平均接收SNR的中继选择算法25-26
• 2.4.2 基于中继移动性的中继选择算法26
• 2.4.2.1 基于固定中继的中继选择算法26
• 2.4.2.2 基于移动中继的中继选择算法26
• 2.4.3 基于系统资源条件的中继选择算法26-27
• 2.4.3.1 基于系统功率受限的中继选择算法26-27
• 2.4.3.2 基于瞬时CSI的中继选择算法27
• 2.4.3.3 基于能量分配的中继选择算法27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 单源情况下基于瞬时CSI的自适应中继选择方案28-37
• 3.1 AF、DF和DAF方案分析28-32
• 3.1.1 基本的三点中继协作模型28-29
• 3.1.2 AF、DF和DAF方案的理论分析和性能仿真29-32
• 3.2 系统模型32-33
• 3.3 基于瞬时CSI的自适应中继选择33-35
• 3.4 仿真结果分析35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 单源情况下基于能效的中继选择和功率分配方案37-44
• 4.1 系统模型37-39
• 4.2 基于能效的中继选择和功率分配39-41
• 4.2.1 信噪比公式转化39
• 4.2.2 系统总功率最小化设计39-40
• 4.2.3 能效最大化设计40-41
• 4.2.4 能量效率和频谱效率的折中设计41
• 4.3 仿真分析41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 多源情况下基于混合改进遗传算法的多源中继选择方案44-56
• 5.1 系统模型44-46
• 5.2 基于混合改进遗传算法的中继选择46-51
• 5.2.1 混合改进遗传算法的设计48-51
• 5.2.1.1 编码方式48
• 5.2.1.2 改进的进化策略48-49
• 5.2.1.3 适应度评价49
• 5.2.1.4 模拟退火算法49-50
• 5.2.1.5 混合改进遗传算法的具体实现步骤50-51
• 5.3 仿真分析51-54
• 5.4 本章小结54-56
• 第6章 总结与展望56-58
• 6.1 论文的工作总结56
• 6.2 未来研究展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-64
• 附录64

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本文编号：864742