中继协作分集模式及其功率优化分配研究

论文摘要

中继协作分集技术的思想是通过中继与源节点的协作,以获得分集效果,提升系统性能。不同的中继协作分集模式获得的分集增益不同,提升系统性能也就存在着差异。为了寻求性能较好的分集模式,本文研究了非反馈型和反馈型两大类型多种中继协作分集模式的中断概率性能与误码性能,在对已有分集模式的研究基础上,提出了性能更好的改进型分集模式:在非反馈型分集模式中,提出了改进型SDF模式;在反馈型分集模式中,则提出了反馈改进型SDF新模式。仿真表明论文提出的改进型分集模式,在中断概率性能和误码性能上均优于其它模式,从误码性能上看,已达到完全两分集增益效果。此外,当源节点和中继节点的总功率一定时,对源节点和中继节点进行功率优化可以显著提高中继协作所带来的分集增益,提升系统性能。目前对功率优化的研究所获得的系统性能提升较有限,而且普遍存在着优化准则单一,综合性能不够好的缺点。针对这一缺陷,本论文提出了在总功率约束条件下,基于信道状况,使中断概率最小化并且兼顾使误比特率尽可能低的综合优化方案,对非反馈型和反馈型两大类型多种中继协作分集模式进行功率优化分配。最终的优化结果使得中断概率性能和误码性能都具有较好的改善,从而提升系统综合性能。在此基础上,对非反馈型中的AF和DF模式,论文还给出了基于平均信道状况,使高信噪比下近似表示的中断概率最小化的另一种参考优化方案,与本文方案进行比较。仿真表明,各模式采用本文的方案功率优化后,无论是中断性能还是误码性能较无功率优化都有不同程度的显著提升。在对AF和DF两种优化方案中,本文提出的功率优化方案与现有参考方案相比,在中断性能和误码性能上都有显著提升,因而综合性能也优于后者。另外,本文的功率优化分配方案虽然是基于单中继的三端传输模型系统的,但也可以推广到两跳多中继传输模型系统的功率优化分配中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 相关研究的状况
• 1.3 论文的主要内容和结构
• 2 中继协作分集的技术基础
• 2.1 无线通信信道及其衰落特性
• 2.2 分集技术与合并方法
• 2.3 中继协作分集技术
• 2.4 本章小结
• 3 非反馈型各中继协作分集模式及其功率优化分配
• 3.1 系统模型、各分集模式简述与功率优化概述
• 3.2 非反馈型各分集模式及功率优化过程与结果
• 3.3 AF 和DF 另一种功率优化方案
• 3.4 仿真结果与分析
• 3.5 本章小结
• 4 反馈型各中继协作分集模式及其功率优化
• 4.1 反馈型各中继协作分集模式描述与简称
• 4.2 反馈型各分集模式及功率优化过程与结果
• 4.3 仿真结果与分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结和展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 AF 接收信噪比推导