无线网络中协作分集技术的研究：原理和性能分析

论文摘要

随着通信技术的发展,人们对通信质量的要求越来越高。协作分集技术能有效的抗衰落,增强通信的可靠性,协作分集技术应用前景广阔。协作分集技术通过单天线用户彼此共享天线,相互之间为对方转发信息,实现多用户之间的发射分集。协作分集的基本协议包括放大转发、解码转发和编码协作,其中编码协作由于将信道编码和协作技术分集相结合,能够获得更好的性能。国内外各种文献对协作分集技术有着大量的介绍和研究,本文从原理和性能两个角度重点对协作分集技术进行介绍和研究。在对协作分集的技术背景和现状进行介绍之后,重点介绍了协作分集技术的原理,并引出了放大转发协议,解码转发协议,选择中继协议,增量中继协议,编码协作,对这些协议的中断概率和误码性能进行了仿真分析。本文选择了中断概率和误码率两个指标来分析协作分集技术的性能。在大多的文献中,中断概率的分析都是在高信噪比条件下进行的。针对这点,本文提出了利用卡方分布推导在任意信噪比条件下中断概率的新方法,并对该方法推导出的结果进行了仿真分析。误码率是衡量通信可靠性的一个重要指标,本文对AF, DF, SDF等协议的误码率进行了介绍和分析。在此基础上,利用数学方法推导出解码转发协议和选择解码转发协议误码率的上下界,并对此上下界的仿真值和理论值进行了比较和分析。协作分集技术的应用前景广阔,本文在最后对协作分集技术的应用前景作了简单的介绍,并对该论文的后续工作做了总结。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 协作分集技术的发展现状
• 1.3 论文的内容结构和主要贡献
• 第二章 协作分集技术基础
• 2.1 经典分集技术
• 2.1.1 空间分集
• 2.1.2 时间分集
• 2.1.3 频率分集
• 2.2 接收合并技术
• 2.3 协作分集
• 2.3.1 协作分集协议
• 2.3.2 放大转发（Amplify-and-forward AF）
• 2.3.3 解码转发协议（decode-and-forward DF）
• 2.4 编码协作（Coded Cooperation CC）
• 2.4.1 传输方案设计
• 2.4.2 CRC码
• 2.4.3 CRC码校验
• 2.4.4 卷积码
• 2.4.5 卷积码编码
• 2.4.6 卷积码译码
• 2.4.7 Turbo码
• 2.4.8 Turbo码编码
• 2.4.9 Turbo码译码
• 2.5 协作分集的优缺点
• 2.6 协作分集的应用前景
• 2.7 协作分集应用中的问题
• 第三章 分集技术中断概率的分析
• 3.1 协作分集系统模型
• 3.2 几种基本协议的中断概率分析
• 3.2.1 放大转发（amplify-and-forward AF）中断概率
• 3.2.2 解码转发（decode-and-forward DF）中断概率
• 3.2.3 选择解码转发（selection DF SDF）中断概率
• 3.2.4 增量中继（incremental Relay IR）中断概率
• 3.3 任意信噪比情况下推导中断概率的新方法
• 3.3.1 卡方分布（Chi-square）介绍
• 3.3.2 任意信噪比中断概率的推导
• 3.3.3 仿真与分析
• 3.4 总结
• 第四章 协作分集技术误码性能的分析
• 4.1 AF协议误码率的分析
• 4.2 选择解码中继协议（SDF）误码率上下界的分析与仿真
• 4.2.1 选择解码中继协议误码率上界分析
• 4.2.2 选择解码中继协议误码率下界分析
• 4.2.3 仿真与分析
• 4.3 解码转发协议（DF）协议误码率上下界的分析与仿真
• 4.3.1 解码转发协议误码率上界分析
• 4.3.2 解码转发协议误码率下界分析
• 4.3.3 仿真与分析
• 4.4 总结
• 第五章 总结与展望
• 5.5 本文工作总结
• 5.6 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录