非對(duì)稱雙向中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中繼選擇與功率分配的研究

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1、分類號(hào)：TN925密級(jí)：公開UDC：654編號(hào)：10299S1308005碩士學(xué)位論文非對(duì)稱雙向中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中繼選擇與功率分配的研究ResearchonRelaySelectionandPowerAllocationinAsymmetricTwo-wayRelayCooperativeNetwork指導(dǎo)教師郭坤祺作者姓名蔡銳銳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)名稱通信與信息系統(tǒng)論文提交日期2016.08論文答辯日期2016.09學(xué)位授予單位和日期江蘇大學(xué)答辯委員會(huì)主席朱娜教授評(píng)閱人______________2016年09月江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著無線多媒體用戶的增

2、多、業(yè)務(wù)需求的不斷增長，無線頻譜資源緊缺的問題日益突顯。協(xié)作式中繼傳輸被視為解決該問題的有效方法之一。各國研究機(jī)構(gòu)、學(xué)者相繼提出基于協(xié)作式中繼的優(yōu)化方案。協(xié)作式中繼不僅能抵抗無線通信中的多徑衰落、擴(kuò)大基站的通信范圍，還能夠減小邊緣盲區(qū)效應(yīng)，提升系統(tǒng)吞吐量。相對(duì)于單向中繼，雙向中繼能夠進(jìn)一步提高協(xié)作通信系統(tǒng)的頻譜利用率,減少系統(tǒng)資源開銷。本文以提升系統(tǒng)容量和能量利用率為目標(biāo)，針對(duì)用戶節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)需求的不同，研究非對(duì)稱雙向中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，利用中繼選擇和功率分配對(duì)其性能進(jìn)行優(yōu)化，主要研究工作如下：首先，集中于對(duì)雙向中繼選擇策略的研究。結(jié)合現(xiàn)有的中繼節(jié)點(diǎn)選擇策略，分析非

3、對(duì)稱雙向中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中影響中繼選擇的因素?；诜糯筠D(zhuǎn)發(fā)模式建立非對(duì)稱雙向中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的傳輸模型，針對(duì)其傳輸鏈路的質(zhì)量以及節(jié)點(diǎn)的能量損耗問題，分析系統(tǒng)的接收信噪比，得到系統(tǒng)中斷概率和平均誤碼率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并提出了一種基于最小化最大傳輸速率的中繼選擇策略，比較了該策略與其他中繼選擇策略對(duì)系統(tǒng)性能的影響，分析了該策略下系統(tǒng)的可達(dá)速率和以及在不同信道狀態(tài)下的仿真結(jié)果。此外，針對(duì)雙向中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)的資源配置問題，結(jié)合現(xiàn)有的功率分配方案，集中于非對(duì)稱雙向中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)功率分配的研究。在雙向中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)總功率受限的情況下，通過確定系統(tǒng)最小傳輸速率閾值，推導(dǎo)出節(jié)點(diǎn)瞬時(shí)接收信

4、噪比較緊的下界值，提出以接收信噪比的下界值為約束條件，以最小化總功率損耗為目標(biāo)對(duì)功率分配進(jìn)行優(yōu)化。仿真分析得出：該策略可以降低總功率的開銷。同時(shí)，針對(duì)該策略中剩余功率的有效分配問題，提出一種以最大化系統(tǒng)容量為目標(biāo)的功率優(yōu)化分配方案，并仿真驗(yàn)證了該方案的可行性。關(guān)鍵字：協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，非對(duì)稱，雙向中繼，中繼選擇，功率分配I非對(duì)稱雙向中繼網(wǎng)絡(luò)中繼選擇與功率分配的研究AbstractWiththeincreasingnumberofusersandthegrowingneedsofbusinessinwirelessmultimedianetworks,theshor

5、tageofwirelessspectrumisincreasinglyobvious.Cooperativerelaytransmissionisregardedasoneoftheeffectivemethodstosolvetheproblem.Nationalresearchinstitutionsandscholarshaveputforwardoptimizationschemesbasedoncooperativerelay,whichcannotonlyresistmultipathfading,expandcommunicationran

6、geofthebasestation,butalsoreducetheblindedgeeffect,improvesystemthroughput.Comparedwithone-wayrelay,two-wayrelaycanfurtherimprovespectrumefficiencyandreduceconsumptionofsystemresources.Inthispaper,inordertoimprovesystemcapacityandenergyutilizationefficiency,weanalyzeasymmetrictwo-

7、wayrelaytransmissioncooperativenetworkwhichcanmeetdifferentneedsofnodebusinessbyutilizingrelayselectionandpowerallocationtooptimizeitsperformance.Themajorworkofthispaperincludethefollowing.First,thestudyfocusonselectionstrategyoftwo-wayrelaycooperativenetwork.Accordingtoexistingre

8、layselectionstrategies,theeffectf