基于双向中继系统的协作通信技术研究

【摘要】无线通信系统中，信道的衰落是影响传输可靠性和有效性的主要因素。协作中继技术能抵抗无线信道中多径衰落的影响，在提高无线通信系统的覆盖范围，可靠性和有效性等方面具有巨大的潜力，成为无线通信领域的重要方向之一。然而，由于实际中继通信系统的半双工限制，传统的单向中继系统造成了频谱效率的损失。近年来，一种被称为双向中继系统的新技术应运而生，受到了广泛的研究。该技术可以提高系统吞吐量，弥补传统单向中继系统频谱效率低下的缺点。目前，双向中继技术已成为无线通信领域的研究热点之一。本论文主要以双向放大转发（AF，amplify-and-forward）中继系统为研究对象，设计低实现复杂度的新协作方案并进行性能分析。本论文的主要贡献总结如下：1.传输对称业务的双向AF中继系统的中继选择方案针对传输对称业务的双向AF多中继通信系统，提出了基于分布式时钟技术的中继选择方案，该方案具有较低的复杂度。此外，研究了Rayleigh衰落中该中继选择方案的中断性能，得到了中断概率下界的积分表达式和闭合表达式。通过Rayleigh衰落中的性能仿真比较发现，所推导的下界理论结果和仿真值之间的信噪比差距小于0.5分贝，而且该方案与现有的中断概率最优的中继选择方案相比，中断性能差距很小。因而该方案兼具良好的中断概率性能和低的实现复杂度，可以广泛的应用于实际系统中。2.传输非对称业务的双向AF中继系统中的中继选择方案针对传输非对称业务的双向AF多中继系统，提出了基于分布式时钟技术的中继选择方案，该方案具有较低的复杂度。此外，推导了Nakagami-m衰落中该方案的中断概率下界的积分表达式和闭合表达式。通过Nakagami-m衰落中的性能仿真比较发现，所推导的下界理论结果和准确值基本吻合，而且该方案与现有的中断概率最优的中继选择方案性能差距很小,具有良好的中断概率性能。3.传输非对称业务的双向AF中继通信系统性能分析针对传输非对称业务的双向AF多中继通信系统，提出了基于不等式等价变形的中断概率分析方法。该方法可以根据信道增益的累积分布函数直接计算出系统中断概率，具有很低的数学复杂度。而且该方法适用于各种无线信道，具有广泛的应用。根据该方法推导了Rayleigh衰落、Nakagami-m衰落中，传输非对称业务的单中继、多中继和多用户双向AF协作通信系统的闭合形式中断概率。通过性能仿真比较发现，使用该方法得到的理论结果在中高信噪比区域与仿真值非常吻合。4.认知频谱共享双向AF中继系统的性能分析针对认知频谱共享双向AF中继通信系统，推导了Rayleigh衰落中，认知频谱共享双向AF中继通信系统的中断概率和误码率的近似闭合表达式。计算机仿真结果表明在所有信噪比区域的理论分析所得的闭合形式与中断概率准确值之间完全吻合。此外，文中采用的推导方法还适用于其它无线衰落信道，可以广泛的应用于实际系统的性能估计。
【作者】史晶晶；
【导师】杨克虎；葛建华；
【作者基本信息】西安电子科技大学，通信与信息系统，2013，博士
【关键词】协作通信；双向中继；中继选择；认知频谱共享；中断概率；误码率；

【参考文献】
[1]杨伟伟.地方师范院校教育技术学本科课程设置探究[D].上海外国语大学,教育技术学,2012,硕士.
[2]谢兴伟,孙亚慧,栾国翠.大学生食品安全认知影响因素和食品安全教育对策研究[J].中国健康教育,2014,12:1094-1097.
[3]张敏,于剑.基于划分的模糊聚类算法[J].软件学报,2004,06:858-868.
[4]胡静.是替代抑或互补？[D].南京大学,企业管理,2013,硕士.
[5]姚小云.新疆一枝蒿挥发油组成及药理活性初探[D].新疆大学,生物学,2013,硕士.
[6]周元春.中小学虚拟教研活动的特点、功能与组织管理方式研究[D].华南师范大学,教育技术学,2004,硕士.
[7]邓景毅.事务间数值型关联规则的数据挖掘[D].暨南大学,2003.
[8]曹利娜.螺旋受体分子的超分子自组装行为及其识别研究[D].吉林大学,分析化学,2013,硕士.
[9]马平.AlGaN/GaN低温特性研究[D].西安电子科技大学,材料学,2012,硕士.
[10]王芳.企业英文简介中元话语的修辞诉求分析[D].湖南科技大学,外国语言文学,2013,硕士.
[11]钟勇.多墙体结构纤维预成型体中树脂浸渍与流动行为研究[D].湖南师范大学,有机化学,2014,硕士.
[12]刘昕.HCH-立方体互连网络及其性质的研究[D].青岛大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[13]陈倞.坦桑尼亚矿业投资风险分析[D].中国地质大学（北京）,资源产业经济,2013,硕士.
[14]廖高祖.基于导电聚合物的可见光催化剂的制备及其降解污染物的性能[D].大连理工大学,2011.
[15]徐凌云.~(99m)Tc-3PRGD_2 SPECT/CT显像在肺内肿物中的诊断价值[D].河北医科大学,影像医学与核医学（专业学位）,2014,硕士.
[16]张吉宇.胡枝子属14个野生居群遗传多样性研究[D].甘肃农业大学,草业科学,2003,硕士.
[17]黄韵.IP网络视频会议系统中MCU的容量测试方案及实现[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2004,硕士.
[18]许璐璐.语料库辅助汉语新闻英文编译研究[D].大连海事大学,英语语言文学,2013,硕士.
[19]周维.浅析聚众斗殴罪[D].西南政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[20]徐文亮.在线考试系统的研究与实现[D].云南大学,软件工程,2012,硕士.
[21]王正胜.中国学生对英语Tough结构的习得[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[22]付梦祥.南昌铁路局的发展战略研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[23]娄向明.曹妃甸港口、产业、城市一体化发展研究[D].西南交通大学,公共管理,2013,硕士.
[24]石俊.富硒酵母生产工艺优化及酵母多糖抗PCV2作用的研究[D].南京农业大学,临床兽医学,2013,硕士.
[25]任鹏刚,黄华东,李忠明.超高阻隔GO/PVA纳米复合膜的制备及性能研究[A].中国仪器仪表学会仪表材料分会、重庆仪表材料研究所、中南大学、《功能材料》期刊社.第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第6分册）[C].中国仪器仪表学会仪表材料分会、重庆仪表材料研究所、中南大学、《功能材料》期刊社:,2010:4.
[26]刘文明.《淮南子》成语研究[D].内蒙古大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[27]张莉莉.扇贝抗氧化活性肽的制备及其活性的研究[D].哈尔滨工业大学,遗传学,2013,硕士.
[28]乐雪清.汤姆·提克威电影研究[D].厦门大学,戏剧戏曲学,2014,硕士.
[29]贺凯歌.Banach空间中Volterra型脉冲方程的广义拟线性化方法[D].郑州大学,应用数学,2013,硕士.
[30]苏建华.论中学英语教学的文化意识培养与文化导入技巧[D].福建师范大学,教育,2003,硕士.
[31]任可心.新课程标准下高中音乐教师知识与技能需求研究[D].辽宁师范大学,音乐教育（专业学位）,2012,硕士.
[32]朱玲.大学生抗挫折教育现状与对策研究[D].渤海大学,思想政治教育,2013,硕士.
[33]王锐,陈倬.“十一五”期间我国农产品价格波动的影响因素分析——基于协整和向量自回归模型的实证研究[J].财经论丛,2011,03:8-13.
[34]刘贤艳.虹膜识别中Gabor变换算法的研究[D].东北大学,应用数学,2009,硕士.
[35]梁冰洁.别墅庭院园林空间设计研究[D].内蒙古农业大学,风景园林,2013,硕士.
[36]王建,陈颖,黄少伟,沈沉.基于KKT条件分解的互联电网分布式状态估计算法[J].电力系统自动化,2010,19:31-36.
[37]郑南宁,刘健勤,王庆元.用于图象分割的并行自适应层次化网络模型[J].自动化学报,1993,01:78-84.
[38]张石飞.云南部分烟区海拔、土壤养分、烟叶化学成分与致香成分的关系[D].湖南农业大学,作物学,2012,硕士.
[39]赫建伟,顾汉明,吴耀乐,方中于,李添才.波场延拓最小二乘法去虚反射技术在上下缆采集数据处理中的应用[J].石油地球物理勘探,2015,03:424-430+2.
[40]高燕.包头市地方税务局税务文化建设研究[D].华中师范大学,公共管理,2012,硕士.
[41]杨小红.基于分圆类的差集偶及序列偶构造方法研究[D].燕山大学,计算机软件与理论,2014,硕士.
[42]张利.矿用救生舱舱体动态数值模拟分析及结构优化[D].西安科技大学,机械电子工程,2014,硕士.
[43]余前利.运用归因训练改善学生化学学习效能的研究[D].华东师范大学,教育,2003,硕士.
[44]施振岩.带钢涂层膜厚在线检测系统及应用[J].冶金自动化.
[45]王英帅.多功能型纳米复合粒子的可控自组装制备及其在生医诊治一体化的应用[D].吉林大学,生物医学工程,2013,硕士.
[46]吴玲玲.氧化石墨烯表面改性聚乳酸薄膜的制备与性能研究[D].浙江理工大学,材料物理与化学,2014,硕士.
[47]陈程.上海人口老龄化对养老负担影响的研究[D].上海工程技术大学,社会保障,2012,硕士.
[48]林传年,李利平,韩行瑞.复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究[J].岩石力学与工程学报,2008,07:1469-1476.
[49]贾清.影像的力量—中国纪实摄影视角下的弱势群体影像研究[D].上海师范大学,传播学,2013,硕士.
[50]王一飞,龚昌德.拓扑平带上的分数量子反常霍尔效应(一)[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2013,04:361-371.