基于最优中继节点选择的协同通信技术研究

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1、ＴＮ９２９公开中图分类号：：密级ＵＤ。本校编号：讀州交４义攀硕±学位论文论目：基于最优中继节点选择自勺协同通信技术研究研究生姓名：徐鹏飞学号：０２１３０６３８刘金虎授学校指导教师姓名：职称：教申请学位等级：工学硕去专业：通信与信息系统２０１６．０４．论文提交日期：论义笞辩日期０６：２０１６独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成，果除了文中特别加Ｗ标注和致谢么处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的

2、研究成果，也不包含获得兰她交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何责献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：＾字日期：立年＾月王３日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可，ｉＵ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后语用本授权

3、说明）签字日期：主年＾月巧日签字日期；尿的《年（月日硕士学位论文基于最优中继节点选择的协同通信技术研究ResearchonCooperativeCommunicationBasedonOptimalRelayNodeSelection作者姓名：徐鹏飞学科、专业：通信与信息系统研究方向：协同通信学号：02130638指导教师：刘金虎完成日期：2016.04兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要多输入多输出（Multiple-inputMultiple-output，MIMO）是

4、在现代无线收发器嵌入多根天线以实现空间分集增益的技术。然而受制于无线设备的尺寸和成本影响，这项技术使得单一终端放置多天线是不切实际的。协同通信作为一种接力传输可以使网络节点构成分布式天线系统，各节点相互协作，获得近似于MIMO的系统性能，从而大幅度提高系统容量和降低中断的发生。目前对于协同通信的研究主要集中在中继节点选择策略、功率分配和网络编码等方面。本文主要对协同通信的中继节点选择策略进行了研究，具体研究的理论和创新点分别如下：首先，本文对协同通信的基本理论做了概述。主要介绍无线网络复杂多变的信道特性。阐述协同传输的三种处理协议以及抑

5、制衰落的分集合并技术，并说明各自的优缺点。出于如何评价系统的考虑，着重提到信道容量、中断概率和平均错误概率三种性能指标。其次，本文研究了协同通信的单向中继选择策略。理论分析了AF和DF的传输特性，仿真结果表明DF传输相比于AF传输对链路质量要求更高，更适合工作在高信噪比区域。在单向协同ARS-M自适应多中继选择算法基础上，针对其存在的不足，本文提出一种改进型的ARS-M中继选择算法。所提的算法相比之前明确了多中继协同的中继节点数量，避免了出现协同中继过多的情况。而且中继选择过程是根据AF和DF转发方式不同选择不同的中继选择策略，能够更充

6、分的体现各自的优势。仿真表明所提的算法能够在合理分配中继资源的前提下，最大化降低系统中断事件的发生。最后，本文研究了协同通信的双向中继选择策略。所做工作主要是在AF转发模式下，对双向多中继协同网络进行单中继选择的研究。以优化中断概率为目标，本文提出一种最小化中断概率的双向中继选择算法，推导出双向放大转发中继网络的中断概率表达式，然后选择出单条链路中断概率最小的中继节点。为了使中继选择能够在一定程度上降低计算复杂度和减少比较次数，提出在中继设置信噪门限，门限值取所有中继信噪比的均值，通过反复比较门限阈值剔除一部分链路差的中继节点，再进行最

7、小中断概率的筛选。然后考虑到功率分配问题，本文利用一种以优化容量为目标的功率分配算法，将所得功率与中继选择策略相结合，来共同优化系统的性能。仿真结果表明，采用联合优化的策略能够在提升双向AF中继系统总速率的同时，又较好的降低中断概率。关键词：MIMO；协同通信；中继选择；最小中断概率论文类型：应用研究-I-基于最优中继节点选择的协同通信技术研究AbstractMultiple-inputmultiple-output(MIMO)isatechnologywhichcanobtainspacediversitygainbyembeddin

8、gapluralityofantennasinmodernwirelesstransceiver.However,underthecontrolofthesizeandcostofwirelessdevic