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基于动态门限的中继节点选择算法研究

基于动态门限的中继节点选择算法研究

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作者：胡少领哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文研究的问题主要是无线通信中中继通信的中继节点选择问题。中继通信技术是4G移动通信中的主要技术之一。在网络建设过程,中继与基站通过无线的回程链路链接,增加网络密集程度的同时,相比基站的有线连接节约了成本,缩短了终端与通信... 详细信息

本文研究的问题主要是无线通信中中继通信的中继节点选择问题。中继通信技术是4G移动通信中的主要技术之一。在网络建设过程,中继与基站通过无线的回程链路链接,增加网络密集程度的同时,相比基站的有线连接节约了成本,缩短了终端与通信基础设施之间的距离。这使中继的使用,具有扩大小区覆盖范围,提高数据传输速率,改善边缘用户及通信死角用户的通信质量等效果。而在多个中继可供使用的场景中,中继节点选择算法对通信的质量将会产生重要的影响。本文的主要内容包括:LTE-A中继系统的原理和中继的热点研究技术的介绍;机会中继(Opportunistic Relaying)和选择协作(Selection Cooperation)中继节点选择算法的比较,选择协作算法中选择第一跳链路最好的中继与选择第二跳链路最好的中继两种中继节点选择算法的比较,菱形中继信道的介绍;基于动态门限的中继节点选择算法的研究等这几个方面的内容。本文中对中继节点选择算法的研究是在独立、平坦、慢衰落的瑞利信道,无信道编码,信道状态在不同数据包之间变换,由终端收集前后两跳的信道信息与直传链路信息并决定哪个中继节点参与通信等条件下进行的。本文通过仿真表明,SC算法较OR更能有效的利用直传链路来避免中断,但是OR算法在误码率方面较SC算法有较大优势。SC算法中选择第一跳信道状态最好与选择第二跳信道状态最好,在误码率性能上分别于不同的条件下占有一定的优势。本文根据瑞利信道的不同信道条件提出了基于动态门限的中继节点选择策略。基于动态门限的中继节点选择策略,将中继节点分为四类,第一类前后两跳都拥有很好的信道条件,第二类前后两跳链路都拥有较好的信道条件,第三类第一跳链路拥有较好的信道条件而第二跳没有,第四类两跳信道均不好。并据此采用五种中继转发状态,第一种状态是选择一个第一类中继节点转发数据;第二种状态是选择两个第二类中继节点采用菱形中继信道的第二种模式转发数据;第三种状态是选择一个第二类中继和两个第三类中继转发数据;第四种状态中采用两个或三个第三类中继转发数据;第五种状态是通信中断,中断期间发送的数据进行重传。仿真结果表明这种算法在保证一定误码率性能的条件下,获得了较好的中断概率的性能。

关键词：动态门限中继节点选择菱形中继信道中继状态

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