协作通信的中继节点选择及遍历容量研究

作     者：陈碧蓉 

作者单位：上海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：董建萍

授予年度：2012年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：多输入多输出 协作通信策略 多中继节点选择 多天线协作中继 

摘      要：无线协作中继系统通过增加中继转发节点，可有效扩大系统覆盖范围，提升系统吞吐量，成为LTE-A研究的关键技术之一。不同通信场合下对中继技术的需求有所不同。本文对多用户中继协作场合下中继节点选择策略进行了研究，同时对于多天线（MIMO）中继协作场景下，系统采用译码转发模式时的遍历容量进行了研究。 本文就协作分集技术主要的中继策略：放大转发模式，译码转发模式和编码转发模式的工作机制以及误码率性能进行理论分析和仿真比较后，针对传统的根据系统吞吐量增益进行中继节点选取所造成的无法兼顾信道统计特性和误码率的问题，本文提出，首先将中继节点的地理位置信息作为中继节点筛选的首要门限值，然后基于系统吞吐量增益选取中继节点的优化策略。对此方案进行了理论推导和数值仿真，结果表明该策略能有效降低系统的误码率。同时，本文运用凸优化方法对系统中继节点间进行有限功率资源的分配，取得了较好的系统吞吐量。为改善采用直接放大转发模式的MIMO中继系统遍历容量，本文推导了MIMO中继系统采用译码转发模式时系统遍历容量的封闭解，并进行了理论分析和数值仿真。仿真结果表明，理论推导所得的采用译码转发MIMO中继系统的遍历容量与模拟系统的遍历容量基本吻合，同时与采用放大转发模式的MIMO中继系统相比，译码转发模式较之于直接放大转发模式有效的提高了系统的遍历容量。本文的模型、方法和结果可为下一代移动通信的中继节点选择和遍历容量研究提供借鉴。同时如何设计更好的理论模型和仿真方案从而更贴近实际系统的应用需求，进一步挖掘中继技术的丰富内涵，在这些方面还有许多问题值得深入研究。