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协作通信中的中继技术研究

作　者: 张超超
导　师: 彭云峰
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 多输入多输出 协作通信 中继选择 协作Turbo码
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 358次
引　用: 4次
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内容摘要


近年来,随着无线移动通信的发展,MIMO技术成为下一代无线通信系统的关键技术之一,它为无线通信突破Shannon极限开辟了广阔的空间。但是,MIMO系统对天线间距离的苛刻要求使得其无法在目前的移动终端上使用。为此,研究人员提出了协作通信的概念,它利用空间距离较大的单天线终端之间相互帮助来实现通信。我们既可以利用协作通信提高系统的频带利用率,又能利用分布式空间分集的优势来对抗信号的深衰落。中继节点的选择是协作通信中的重要问题。目前存在的基于物理位置信息和平均信噪比的中继选择方案存在时延大、不适用于移动网络的缺点,基于瞬时信道状态信息的中继选择方案需要实时获取信道的衰落因子,其算法复杂度又比较高。针对以上问题,本文主要完成了以下工作:1、提出了一种算法复杂度低、适用于移动网络的基于节点接收功率的中继选择算法。对该算法在瑞利信道下的系统性能进行了仿真,并与基于瞬时信道状态信息的中继选择算法进行了比较。仿真结果表明,该中继选择算法能在不需要信道估计的情况下获得与基于瞬时信道状态信息的中继选择算法相同的频带有效性和误码率性能。2、基于上述中继选择算法,研究了不同调制方式下的协作Turbo码的性能。编码协作是信道编码和协作通信的结合,它避免了放大转发和译码转发模式的不足,成为协作通信中性能最好的协议之一。Turbo码由于具有接近Shannon极限的检错和纠错性能,已经成为下一代无线移动通信系统的信道编码标准。本文采用3GPP LTE 36.212中的Turbo码编码结构,分析了BPSK调制方式下的Turbo码性能,然后将协作通信和Turbo码进行联合设计,并结合上述的中继选择算法,提出了一种协作Turbo码的实现方案。仿真结果表明,在BPSK调制下,协作Turbo码比未采用协作的Turbo码在2dB信噪比以上时,可以获得0.5dB的性能增益。最后仿真分析了在QPSK、16QAM调制方式下的协作Turbo码的性能。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-20
  1.1 研究背景及意义  13-17
    1.1.1 研究背景  13-16
    1.1.2 研究意义  16-17
  1.2 国内外的研究现状  17-18
  1.3 论文的研究工作和内容安排  18-20
    1.3.1 研究工作  18-19
    1.3.2 内容安排  19-20
第二章 多天线技术  20-32
  2.1 MIMO 技术概述  20-24
    2.1.1 MIMO 技术的出现和分类  20-21
    2.1.2 MIMO 的系统模型  21-22
    2.1.3 MIMO 系统的信道容量  22-24
  2.2 空间分集与复用技术  24-30
    2.2.1 分集技术  24-28
    2.2.2 复用技术  28-30
  2.3 虚拟MIMO 技术  30-32
第三章 协作通信中的中继选择  32-55
  3.1 协作通信概述  32-38
    3.1.1 协作通信的两种模型  32-33
    3.1.2 用户协作  33-34
    3.1.3 协作分集  34-38
  3.2 协作通信的中继选择  38-42
    3.2.1 用户协作区域  38
    3.2.2 基于位置信息的中继选择技术  38-39
    3.2.3 基于平均信噪比的中继选择技术  39-40
    3.2.4 基于瞬时CSI 的中继选择技术  40-42
    3.2.5 随机中继选择技术  42
  3.3 VAA 小区系统基于接收功率的中继选择  42-47
    3.3.1 系统模型分析  42-43
    3.3.2 基于接收功率的中继选择方案  43-45
    3.3.3 基于接收功率的中继选择方案的性能仿真  45-47
  3.4 三节点模型中基于接收功率的中继选择  47-54
    3.4.1 三节点协作通信系统模型  47-48
    3.4.2 对于机会中继中定时器参数的改进  48-51
    3.4.3 基于接收功率的中继选择方案  51-54
  3.5 本章小结  54-55
第四章 协作通信中的Turbo 码  55-74
  4.1 Turbo 码简介  55-65
    4.1.1 Turbo 码与Shannon 极限  55-56
    4.1.2 Turbo 码编码器结构  56-58
    4.1.3 Turbo 码译码算法  58-65
  4.2 高阶调制中的软信息的提取  65-67
    4.2.1 常用的数字调制方式  65-66
    4.2.2 高阶调制中的软信息的提取  66-67
  4.3 协作通信中的Turbo 码的高阶调制  67-73
    4.3.1 协作Turbo 码  67-70
    4.3.2 协作通信中的Turbo 码高阶调制  70-73
  4.4 本章小结  73-74
第五章 全文总结及下一步工作  74-76
  5.1 全文总结  74-75
  5.2 下一步工作  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-82
攻读硕士期间的参与项目和研究成果  82-83

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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