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1、 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 题题 目目: 协作通信中关于中继选择和功率分配的研究 研研 究究 生生 张玉 专专 业业 通信与信息系统 指导教师指导教师 孙文胜 副教授 完成日期完成日期 2013 年 12 月 杭州电子科技大学硕士学位论文杭州电子科技大学硕士学位论文 协作通信中关于中继选择和功率分配的研究 研研 究究 生：生： 张玉 指导教师：指导教师： 孙文胜 副教授 2013 年 12 月 Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University for the Degree of Master The Research of Re
2、lay Selection and Power Allocation of Cooperative Communication Candidate: ZhangYu Supervisor: Prof. Sun Wensheng December，2013 杭州电子科技大学杭州电子科技大学 学位论文原创性声明和使用授权说明学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标
3、明。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。 （保密论文在解密后遵守此规定） 论文作者签名： 日期： 年 月 日 指导教师签名： 日期： 年 月 日 杭州电子科技大学硕士论文 I 摘 要
4、近年来，无线通信技术在全球得到快速的发展，特别是近期 4G（第四代移动通信技术）也已经开始投入商用。协作通信技术可以克服无线通信技术中多径衰落的影响，极大的改善系统性能，一直是世界各国研究者们关注的焦点。协作通信就是，在无线通信环境存在多个用户的情况下，相邻用户可以彼此利用对方的天线发送信息，从而使携带单个天线的用户获得虚拟的多天线发送环境，获得了一定的空间分集。结合着分集合并技术和其他无线通信技术，协作通信技术大大的提高了无线通信系统的传输性能。随着无线通信技术的快速发展以及与之有关的应用呈现爆炸式增长，关于协作通信技术的研究将会非常有应用意义。 首先，本文介绍了协作通信系统的几类常见的网络
5、模型和分集合并技术，并且对三种合并方式的性能进行对比分析。紧接着介绍了几种典型的中继转发协议，并对各转发协议的性能进行分析和仿真。分析结果表明，增量放大中继策略和其他中继策略相比具有更好的性能，而解码转发策略相对而言性能较差。 然后，本文总结和归纳了协作通信网络中基于不同准则的中继选择算法，并把这些中继选择算法进行对比，分析各自的优缺点。 其次，协作通信中关于中继节点的分析一直是研究者们关注的重点。当移动用户增多，可选的中继节点增多时，如何从众多节点中选择合适的中继以及转发方式使其既能正确传输信息又能保证网络具有良好的性能已经变得很重要了。近年来有关协作通信的性能研究大多基于放大转发协作策略或
6、者解码转发协作策略以及主要针对中继节点位置相对固定的情况，很少能够根据信道的状况把两者结合起来考虑。为了使系统资源得到合理的使用，本文提出了改进的自适应中继协作算法。本算法考虑了信道链路状况和中继节点的位置信息，并且考虑了单中继和多中继两种状况下的选择方案，使得研究结果更符合实际情况和工程应用。 最后，在上一节介绍的自适应中继选择算法的基础上，提出了一种新的中继选择方法和功率分配方案。然后仿真分析了 LDPC 码在放大转发，解码转发，自适应中继选择三种协作策略下的系统性能。紧接着在系统资源有限的情况下，将该系统目的节点接收信噪比作为目标函数，系统总功率恒定作为约束条件，推导了源节点和中继节点的
7、功率分配表达式，并且通过蒙特卡洛仿真分析了 ARS 算法，并且和传统的等功率分配进行了性能比较。结果表明本文提出来的功率分配方案和传统的等功率分配方案相比，通信系统消耗系统资源更少，从而节省了系统开销，使其在提高系统性能的同时又能延长网络寿命。这种研究对于资源非常有限的无线通信系统的来说是很有理论和应用意义的。 关键词：协作通信，资源分配，信道统计信息，中继选择，功率分配 杭州电子科技大学硕士论文 II ABSTRACT In recent decades, wireless communication technology is in the rapid development around
8、 the world; especially the recent 4G (fourth generation mobile communication technology) has also been put into commercial use. Researchers around the world have been much concern about cooperative communication technology for reducing fading and loss of space as a good wireless communication techno
9、logy. Cooperative communication is in that case that there are multiple users in a wireless communication environment system; each user can use the other adjacent antennas to transmit information to enable the user to carry a single antenna to obtain a multi-antenna transmission virtual environment.
10、 Combined with diversity combining technology and other wireless communications technologies, cooperative communication technology greatly improves the transmission performance of wireless communication systems. In recent years, cooperative communication technology has become one of the hot areas of
11、 research and application engineering sector. With the rapid development of wireless communication technologies and applications relating to explosive growth, research on cooperation and communication technologies will be of great applied significance. Firstly, we introduce several types of common n
12、etwork model and cooperative communication systems commonly used in relaying protocols and forwarding performance of each protocol analysis and simulation. The simulation results show that the incremental strategy and other relay amplifier repeater having a better performance compared other strategy
13、 and decoded and forwards strategy making relatively poor performance. Then, we review and summarize the cooperative communication network relay selection algorithm based on different criteria and these relay selection algorithms are compared to analyze their strengths and weaknesses. Secondly, anal
14、ysis of cooperative communications relay node has been the focus of attention of researchers. When mobile users as well as the optional relay nodes increase, how to choose the right way of relaying and forwarding relay from a number of nodes used to make the correct information transmission and guar
15、antee good performance has become very important. Performance of cooperative communication in recent years mostly related to AF or DF-based cooperation strategy and focused on a relatively fixed position of the relay node case, they rarely combine AF and DF together considering the circumstances of
16、the channel. So in order to make rational use of system resources, we propose an improved algorithm for the adaptive relay cooperation. 杭州电子科技大学硕士论文 III The algorithm takes both the location information and channel link status of relay nodes into account and considers two conditions including the optimal options and multiple relay nodes, making the results more in line with
