无线合作网络建模与性能研究

论文摘要

分集是一种有效的对抗无线移动通信中信号传输的多径衰落和信道间干扰的技术。空间分集(或多天线分集)可以与其他分集技术,如时间、频率分集有效的结合,在不增加传输时间和带宽的情况下,提高系统的性能。一种新型的单用户空间分集,即合作分集(或用户合作分集)被提了出来。无线网络中的每个终端都有自己的信息要传输,这些终端都配置一根天线,通过共享资源组成虚拟天线阵列(VAA)。这种结构的通信系统可以看成是分布式多输入多输出(MIMO)系统。目前常用的中继协议包括：放大转发(AF)和译码转发(DF)。通过分析,我们对不同中继协议的中断概率和分集度进行了比较。我们提出了一种新的合作分集模型,并对系统的误码率性能进行了分析研究,最后研究网络几何对合作分集系统性能的影响。在本论文的研究工作中,中继终端都只起到辅助信源终端与目的终端之间通信的作用,而本身并没有通信的要求；实际上,合作通信中,各终端既可以作为信源终端,同时又辅助其他终端传输信息。在以后的合作通信研究中,将中继终端自身的通信考虑进去将会是非常值得期待的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词和数学符号
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 分集技术
• 1.2.1 时间分集
• 1.2.2 频率分集
• 1.2.3 空间分集
• 1.2.4 发射分集
• 1.3 分集信号的合并技术
• 1.3.1 最大比合并
• 1.3.2 选择合并
• 1.3.3 切换合并
• 1.3.4 等增益合并
• 1.4 合作通信的发展和现状
• 1.4.1 合作分集
• 1.4.2 几种重要的合作分集协议
• 1.4.2.1 放大转发（AF）
• 1.4.2.2 译码转发（DF）
• 1.5 本论文主要研究内容和结构安排
• 第二章 无线合作网络的系统模型及中断概率性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 合作分集协议
• 2.2.1 合作分集
• 2.2.2 合作分集的系统模型
• 2.2.2.1 媒体接入
• 2.2.2.2 等效信道模型
• 2.2.2.3 参数
• 2.2.3 合作分集协议描述
• 2.2.3.1 放大转发（AF）
• 2.2.3.2 译码转发（DF）
• 2.3 合作分集的性能
• 2.3.1 合作分集的中断概率性能
• 2.3.1.1 直接传输
• 2.3.1.2 放大转发
• 2.3.1.3 译码转发
• 2.3.2 合作分集的界
• 2.3.2.1 传输分集界
• 2.3.2.2 正交传输分集
• 2.4 理论分析及数值结果
• 2.4.1 非对称网络
• 2.4.2 对称网络
• 2.5 仿真结果及分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 一种新的无线合作网络系统模型及性能分析
• 3.1 引言
• 3.2 信道、信号模型及协议描述
• 3.2.1 协议描述
• 3.2.2 信道和信号模型
• 3.2.2.1 协议Ⅰ的输入—输出关系
• 3.2.2.2 协议Ⅱ的输入—输出关系
• 3.3 协议的信息理论性能分析
• 3.3.1 协议的互信息
• 3.3.2 性能比较
• 3.3.2.1 容量性能
• 3.3.2.2 分集性能
• 3.4 理论分析和仿真结果
• 3.4.1 容量性能
• 3.4.2 误码率性能
• 3.4.2.1 仿真模型
• 3.4.2.2 仿真结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 网络几何对合作分集性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 系统模型
• 4.3 理论分析和数值结论
• 4.3.1 不同距离下协议的性能
• 4.3.2 不同衰减指数对协议性能的影响
• 4.3.3 网络几何对两种协议的性能的影响
• 4.3.4 衰落的方差以指数反比于距离对合作协议性能的影响
• 4.3.5 不同信道衰落模式对合作协议性能的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 全文总结
• 5.1 论文的主要工作
• 5.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读学位期间发表论文目录）