【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計論文 題 目 協(xié)作通信系統(tǒng)中的選擇 AF 中繼協(xié)議研究 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 I 目 錄 摘要 ................................................................ I ABSTRACT........................................................... II 第一章．緒論 ........................................................ 1 研究背景及意義 .............................................. 1 論文結(jié)構(gòu) .................................................... 3 第二章．無線通信的基本介紹 .......................................... 4 無線通信的定義 .............................................. 4 無線通信的發(fā)展前景和趨勢 .................................... 4 發(fā)展前景 ............................................... 4 發(fā)展趨勢 ............................................... 8 無線信道 ..................................................... 9 無線信道定義 ........................................... 9 影響無線信道的因素 .................................... 10 無線信道的分集 ........................................ 11 ． MIMO 系統(tǒng)的產(chǎn)生及其應(yīng)運 .................................... 15 MIMO 的產(chǎn)生 ........................................... 15 MIMO 的應(yīng)用 ........................................... 16 協(xié)作分集 .................................................... 17 協(xié)作分集的產(chǎn)生和發(fā)展趨勢 .............................. 17 協(xié)作分集的優(yōu)點 ........................................ 18 協(xié)作分集面臨的問題 .................................... 19 第三章 協(xié)作 通信的應(yīng)用與協(xié)議 ........................................ 20 協(xié)作通信的應(yīng)用 ............................................. 20 協(xié)作通信的協(xié)議 ............................................ 21 第四章．選擇 AF 中繼協(xié)議研究 ........................................ 24 中繼信道及協(xié)議 ............................................. 24 中繼信道的概念 ........................................ 24 中繼信道的原理 ........................................ 24 中繼協(xié)議存在的問題及解決的方法 ........................ 24 協(xié)作策略 ................................................... 25 中繼選擇協(xié)作通信方法研究 ................................... 28 系統(tǒng)模型 .............................................. 28 最優(yōu)中繼選擇協(xié)作通信方法 .............................. 31 利用 MGF 方法的 SER 分析 ..................................... 32 調(diào)和平均的簡單 MGF 表達(dá) ..................................... 33 第 5 章 總結(jié)與展望 .................................................. 37 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 II 本文工作總結(jié) ............................................... 37 未來工作展望 ............................................... 37 參考文獻(xiàn) ........................................................... 39 致謝 ............................................................... 40 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) ....................................................... 41 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 I 摘要 在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，由于用戶終端受體積、功率等各種條件的約束，給多天線技術(shù)的實施帶來了困難。協(xié)作分集技術(shù)作為一種虛擬多天線技術(shù)，可以通過中繼節(jié)點的協(xié)作，對傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，以使網(wǎng)絡(luò)用戶的能耗顯著降低，保證終端的數(shù) 據(jù)接收，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。協(xié)作分集技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前無線通信領(lǐng)域的一個新的研究熱點。 對于協(xié)作傳輸系統(tǒng)中的中繼選擇問題， Laneman 和 Wornell 首先提出了在兩跳多分支 (TwoHop Multiple Channels)的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，利用所有可獲得的中繼節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，即 “全中繼協(xié)作 ”(APR)方案。由于 APR 方案需要利用所有可獲得的信道，因而在多中繼場景下， APR 方案的頻譜效率較低。中繼選擇 (RS)方案克服了低頻譜效率的問題，大致可分為單中繼選擇 (SRS)方案和多中繼選擇 (MRS)方案。在 SRS 中，文獻(xiàn)選擇端到端 SNR 最大的中繼節(jié)點，從而帶來全分集增益(Full diversity gain)。文獻(xiàn)提出了最優(yōu)最差信道的中繼選擇 (Best Worse Channel)方案，也實現(xiàn)了全分集。在 MRS 中，文獻(xiàn)提出在功率限制下，基于最大接收 SNR的 RS 方案。文獻(xiàn)提出在總能量受限的情況下選擇中繼節(jié)點，從而差錯概率最小。 通過協(xié)作通信中選擇 AF 中繼協(xié)議研究?？紤] AF 協(xié)作通信系統(tǒng)的 SER性能。首先，為兩個獨立的指數(shù)隨機變量的調(diào)和平均值推導(dǎo)了一個簡單的閉式 MGF 表達(dá)。然后，基于這個簡單的 MGF 表達(dá)，得到了 采用 MPSK 和 MQAM 調(diào)制的AF 協(xié)議系統(tǒng)的閉式 SER 表達(dá)式。次之，提出了 SER 近似解來顯示系統(tǒng)的漸進(jìn)性能，這個近似解在高信噪比下是緊的。最后，基于緊的近似，能夠為 AF 協(xié)作系統(tǒng)確定最優(yōu)功率分配。 關(guān)鍵詞 ：協(xié)作通信 ，中繼選擇， 放大轉(zhuǎn)發(fā)，協(xié)作分集 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 II ABSTRACT To the implementation of multiantenna technology in wireless munication work, the user terminal by the constraints of size, power and other conditions difficult. Cooperative Diversity as a virtual multiantenna technology, through the collaboration of the relay node, the transmission of information to be forwarded to significantly reduce the energy consumption of work users, to ensure that the terminal data reception and optimize work performance. Cooperative Diversity has bee a new hotspot in the field of wireless munications. For relay selection in cooperative transmission system, Laneman and Wornell first proposed in the collaborative work of twohop multibranch (Twohop Multiple Channels), the use of all available relay nodes to forward data, namely, allfollowing the collaboration (APR) program. APR programs need to use all available channels, and thus multirelay scenario, the lower the spectral efficiency of the APR program. Relay selection (RS) scheme to overe the problem of low spectral efficiency, can be divided into singlerelay selection scheme (SRS) and the multirelay selection scheme (MRS). In the SRS, the literature to select the maximum endtoend SNR of the relay node, in order to bring the full diversity gain (Full diversity gain). Proposed in the literature of optimal worstcase channel relay selection (the Best Worse Channel) program to achieve full diversity. In MRS, the literature on the power constraints, based on the maximum received SNR (SNR) of the RS program. The literature selected in the case of total energyconstrained relay node, the minimum error probability. Select the AF relay protocol for collaborative munications. Consider the SER performance of the AF cooperative munication system. First, a simple closed MGF expression is derived for the harmonic mean of two independent exponential 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 III random variables. Then, based on this simple MGF expression, has been closed SER expression for the AF protocol system using the MPSK and MQAM modulation. Followed by the SER to display the approximate solution of the progressive performance of the system, the approximate solution is tight at high SNR. Finally, based on a tight approximation to determine the optimal pow