非对称双向中继协作网络中继选择与功率分配的研究

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1、分类号：TN925密级：公开UDC：654编号：10299S1308005硕士学位论文非对称双向中继协作网络中继选择与功率分配的研究ResearchonRelaySelectionandPowerAllocationinAsymmetricTwo-wayRelayCooperativeNetwork指导教师郭坤祺作者姓名蔡锐锐申请学位级别硕士专业名称通信与信息系统论文提交日期2016.08论文答辩日期2016.09学位授予单位和日期江苏大学答辩委员会主席朱娜教授评阅人______________2016年09月江苏大学硕士学位论文摘要随着无线多媒体用户的增

2、多、业务需求的不断增长，无线频谱资源紧缺的问题日益突显。协作式中继传输被视为解决该问题的有效方法之一。各国研究机构、学者相继提出基于协作式中继的优化方案。协作式中继不仅能抵抗无线通信中的多径衰落、扩大基站的通信范围，还能够减小边缘盲区效应，提升系统吞吐量。相对于单向中继，双向中继能够进一步提高协作通信系统的频谱利用率,减少系统资源开销。本文以提升系统容量和能量利用率为目标，针对用户节点业务需求的不同，研究非对称双向中继协作网络，利用中继选择和功率分配对其性能进行优化，主要研究工作如下：首先，集中于对双向中继选择策略的研究。结合现有的中继节点选择策略，分析非

3、对称双向中继协作网络中影响中继选择的因素。基于放大转发模式建立非对称双向中继协作网络的传输模型，针对其传输链路的质量以及节点的能量损耗问题，分析系统的接收信噪比，得到系统中断概率和平均误码率的数学表达式，并提出了一种基于最小化最大传输速率的中继选择策略，比较了该策略与其他中继选择策略对系统性能的影响，分析了该策略下系统的可达速率和以及在不同信道状态下的仿真结果。此外，针对双向中继协作网络的资源配置问题，结合现有的功率分配方案，集中于非对称双向中继协作网络功率分配的研究。在双向中继协作网络总功率受限的情况下，通过确定系统最小传输速率阈值，推导出节点瞬时接收信

4、噪比较紧的下界值，提出以接收信噪比的下界值为约束条件，以最小化总功率损耗为目标对功率分配进行优化。仿真分析得出：该策略可以降低总功率的开销。同时，针对该策略中剩余功率的有效分配问题，提出一种以最大化系统容量为目标的功率优化分配方案，并仿真验证了该方案的可行性。关键字：协作网络，非对称，双向中继，中继选择，功率分配I非对称双向中继网络中继选择与功率分配的研究AbstractWiththeincreasingnumberofusersandthegrowingneedsofbusinessinwirelessmultimedianetworks,theshor

5、tageofwirelessspectrumisincreasinglyobvious.Cooperativerelaytransmissionisregardedasoneoftheeffectivemethodstosolvetheproblem.Nationalresearchinstitutionsandscholarshaveputforwardoptimizationschemesbasedoncooperativerelay,whichcannotonlyresistmultipathfading,expandcommunicationran

6、geofthebasestation,butalsoreducetheblindedgeeffect,improvesystemthroughput.Comparedwithone-wayrelay,two-wayrelaycanfurtherimprovespectrumefficiencyandreduceconsumptionofsystemresources.Inthispaper,inordertoimprovesystemcapacityandenergyutilizationefficiency,weanalyzeasymmetrictwo-

7、wayrelaytransmissioncooperativenetworkwhichcanmeetdifferentneedsofnodebusinessbyutilizingrelayselectionandpowerallocationtooptimizeitsperformance.Themajorworkofthispaperincludethefollowing.First,thestudyfocusonselectionstrategyoftwo-wayrelaycooperativenetwork.Accordingtoexistingre

8、layselectionstrategies,theeffectf