高效低复杂度的双向放大转发中继传输技术研究

发布时间：2022-02-24 05:52

　　协作分集技术作为一种虚拟多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术,在无线通信领域具有非常广阔的应用前景。它不仅能够获得提高数据传输速率和传输质量方面的益处、突破无线终端必须配备多天线方面的限制,而且还能有效地扩大网络覆盖范围、覆盖阴影区域、节约能耗。然而,由于在实际通信系统中使用的是半双工的中继,导致基于传统单向中继技术的协作系统频谱利用率低。为此,一种称之为双向中继的新协作技术应运而生,该技术允许中继在同一时刻同时为两个终端节点转发信号,大幅度提高了系统的速率以及频谱利用率。其中,基于放大转发（Amplify-and-Forward,AF）的双向中继技术,由于具有较高的频谱利用率和较低的实现复杂度,成为了无线通信领域最重要的热点之一。本文以基于高效低复杂度的双向AF中继传输技术的协作通信系统为研究对象,从性能分析、节点选择和功率分配三个方向,围绕中断概率研究、链路速率非对称性、频谱效率（Spetrum Efficiency,SE）和能量效率（Energy Efficiency,EE）的权衡、非理想信道状态信息（Channel Stat... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 双向中继技术概要
    1.3 双向AF中继技术的研究现状
    1.4 本课题来源及研究问题描述
    1.5 论文的主要贡献和结构安排
第二章 通用的中断概率分析方法
    2.1 引言
    2.2 系统模型
    2.3 通用的中断概率公式
        2.3.1 单向中断概率公式
        2.3.2 系统中断概率公式
    2.4 多用户多中继场景下的中断概率
    2.5 仿真结果与分析
    2.6 本章小结
第三章 非对称链路速率下的中继选择
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 基于信道流量信息的中继选择算法
    3.4 性能分析
        3.4.1 Rayleigh衰落信道下系统中断概率分析
        3.4.2 Rayleigh衰落信道下的分集增益分析
        3.4.3 Rician衰落信道下系统中断概率分析
        3.4.4 Rician衰落信道下的分集增益
    3.5 仿真结果与分析
    3.6 本章小结
第四章 高效的SE-EE权衡方法
    4.1 引言
    4.2 系统模型
    4.3 SE和EE的权衡
        4.3.1 建立功率分配最优化问题
        4.3.2 功率分配最优化问题的求解
        4.3.3 闭合形式最优解
        4.3.4 讨论
    4.4 基于SE-EE权衡的最优中继选择算法
    4.5 仿真结果与分析
    4.6 本章小结
第五章 非理想CSI下的鲁棒性研究
    5.1 引言
    5.2 系统模型
    5.3 系统的鲁棒性分析
        5.3.1 单向中断概率
        5.3.2 平均SER
        5.3.3 系统中断概率
        5.3.4 仿真结果与分析
    5.4 鲁棒的功率分配方法
        5.4.1 最优化系统中断概率
        5.4.2 最小化消耗的总功率
        5.4.3 仿真结果与分析
    5.5 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
附录
    附录A 证明中断概率通用公式收敛于精确值
    附录B 式(2-33)和式(2-34)推导过程
    附录C 表 2.1 一些具有代表性的衰落信道
    附录D 式(3-13)推导过程
    附录E 问题P4.2 的求解过程
    附录F 式(5-30)推导过程
    附录G 问题 P5.4 的求解过程
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3642112