无线网络中的协作分集：原理和应用

论文摘要

无线通信中信号传输的多径衰落效应始终是困扰数据传输速率和服务质量的最大问题。分集是有效的对抗衰落的技术,常见的分集技术有时间分集、频率分集、空间分集等。其中,空间分集由于不占用额外的时间和带宽资源,并且可以和其它分集方式相结合,因而更具吸引力。然而,在实际中,移动终端对体积、质量、和功耗的要求非常苛刻,所以很难实现多天线技术。于是,一种新的分集技术——协作分集被提出来了。它的思想就是:移动终端之间分享使用彼此的天线,利用小区内和其它移动终端所构成的虚拟天线阵列来实现与传统的MIMO技术相同的效果。本文首先讨论了分集和协作的的概念,然后引出协作分集。随后介绍了相关的背景知识,主要是无线网络的分类、中继信道和无线信道的特点,以及关于信道的度量。总结了协作分集的协议,并分析了AF和DF的性能之间的优劣。给出了基于空时码和Turbo码的协作分集方式。并采用一种基于延迟分集的空时码,构建了协作分集的模型,进行了计算机仿真。通过误码率和吞吐率计算,证明了协作分集确实可以提高系统的误码率和吞吐率。分析了协作分集的功率分配原理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 分集技术
• 1.1.1 空间分集
• 1.1.2 频率分集
• 1.1.3 时间分集
• 1.2 合并方式
• 1.2.1 选择式合并
• 1.2.2 等增益合并
• 1.2.3 最大比合并
• 1.3 协作分集
• 1.3.1 协作的概念
• 1.4 本文所做的工作
• 第二章 相关的背景知识
• 2.1 无线网络
• 2.1.1 基础网络
• 2.1.2 Ad-Hoc网络
• 2.2 中继信道
• 2.3 协作分集系统模型
• 2.3.1 协作分集的原理
• 2.4 关于信道的度量
• 2.4.1 无线信道的特点
• 2.4.2 无线信道的容量
• 2.4.3 衰落信道的容量
• 2.5 小结
• 第三章 协作分集的协议
• 3.1 协作分集的协议
• 3.1.1 信道模型
• 3.1.2 参数化
• 3.1.3 协作分集的协议
• 3.2 编码协作
• 3.3 AF和DF的性能比较
• 3.4 小结
• 第四章 几种常见的协作分集方式
• 4.1 基于空时码的协作分集
• 4.1.1 信道和信号模型
• 4.1.2 仿真结果
• 4.1.3 仿真结果分析
• 4.2 基于Turbo码的协作分集
• 4.2.1 经典的Turbo码编译码原理
• 4.2.2 采用Turbo码的协作分集
• 4.3 其它的关于协作分集的码字设计
• 4.4 小结
• 第五章 协作分集中的功率分配原理
• 5.1 基于DF中继模式的功率分配
• 5.1.1 系统模型和实现简介
• 5.2 AF中继模式的功率分配问题
• 5.2.1 所有都参与的AF的最优功率分配
• 5.2.2 选择AF模式
• 5.3 小结
• 第六章 总结和对未来研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果