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无线协作中继位置的优化研究

作　者: 李莹
导　师: 张曙
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 协作分集 MIMO 中继位置衰落信道最大定位似然
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 5次
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内容摘要

分集合并技术可以有效的对抗多径衰落。MIMO系统是现今研究较多的空间分集方式,但是它的应用受移动终端体积和成本的限制。协作分集可以有效的避免MIMO系统的缺陷,它通过各用户之间共享天线和其他网络资源形成“虚拟的天线阵列”,充分利用信号的空域信息,从而节省功耗,增大信道容量。协作节点的选择、数量和功率分配等都对系统的性能有很大的影响。本文主要讨论协作节点位置的选择问题。首先,分析了高斯信道下,中继采用放大前传的协作方式,目的节点采用最大比合并法合并接收到的信号时中继节点的选择问题。通过理论推导得出可以使目的节点输出信噪比最大的协作节点的位置。并分析了通过协作节点的选择,系统的误码率和信道容量的性能提升。然后,分析了衰落信道下中继位置的优化问题。经过理论推导得到了Nakagmi-m和Rayleigh混合衰落信道下,目的节点输出信噪比的概率密度函数表达式,并进一步计算得出了BPSK调制时的误码率和中断概率公式,均给出了闭式解。通过计算机仿真发现基于误码率最小和基于中断概率最小的中继最优位置都靠近目的节点,并随着信号信噪比的增大,向目的节点靠近,这些结论与实际相符。最后,将基于角度的协作分集系统与交叉定位系统等效,提出了最大定位似然法。该方法与源节点和目的节点之间基线的长度及中继节点到基线的垂直距离无关,因此适用于移动通信中继位置的选择。另外该方法也可被用于交叉定位系统中,尤其适用于机动基站测向交叉定位系统。

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摘要 5-6ABSTRACT 6-10第1章绪论 10-15 1.1 研究背景和意义 10-11 1.2 协作分集的历史发展和研究现状 11-13 1.3 论文的主要工作及结构安排 13-15第2章协作分集技术的基本原理 15-28 2.1 无线衰落信道 15-19 2.1.1 无线信道的基本特征 15-16 2.1.2 衰落信道统计模型 16-19 2.2 协作分集系统模型 19-20 2.3 协作协议介绍 20-24 2.3.1 固定型中继协议 20-22 2.3.2 选择型中继协议 22-23 2.3.3 增强型中继协议 23-24 2.4 基本协议的性能讨论 24-27 2.4.1 协作分集界 24-25 2.4.2 性能讨论 25-27 2.5 本章小结 27-28第3章基于基线的协作中继位置的优化研究 28-45 3.1 系统模型 28-29 3.2 高斯信道上中继位置的优化 29-35 3.2.1 中继位置的优化 29-31 3.2.2 系统性能分析 31 3.2.3 仿真结果与分析 31-35 3.3 衰落信道上中继位置的优化 35-44 3.3.1 基于误码率最小的优化 38 3.3.2 基于中断概率最小的优化 38-39 3.3.3 仿真结果与分析 39-44 3.4 本章小结 44-45第4章基于角度的协作中继位置的优化研究 45-56 4.1 基于角度的协作分集系统模型 45 4.2 基于角度的协作分集系统和交叉定位系统的等效 45-48 4.2.1 测向交叉定位简介 45-47 4.2.2 等效分析 47-48 4.3 中继节点交叉定位精度分析 48-55 4.3.1 基于最大定位似然比的方法 48-52 4.3.2 基于圆概率误差的方法 52-53 4.3.3 基于定位模糊区面积的方法 53-55 4.4 本章小结 55-56结论 56-57参考文献 57-62攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 62-63致谢 63

无线协作中继位置的优化研究

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