【正文】 北歐的NMT等。無線通信的發(fā)展?jié)摿Υ笥谟芯€通信的發(fā)展，它不僅僅提供普通的電話業(yè)務功能，并能提供或即將提供豐富的多種業(yè)務，滿足用戶的需求，成為20世紀80年代中期以來發(fā)展最為迅速的通信方式。自適應中繼包括選擇中繼和增量中繼技術。協(xié)作通信一般可以分成固定中繼方案和自適應中繼方案。該技術在接收端和發(fā)射端使用多根天線，從而形成多條路徑，通過數(shù)字信號處理技術對多條路徑傳送的信號進行形成和合并，提高了接收信號的質量和數(shù)據(jù)傳送速率。本文首先闡述了MIMO的概念以及在協(xié)作通信系統(tǒng)的應用；其次，對中繼信道的概念和不同的中繼協(xié)議進行了討論；最后，對本文的重點 ，選擇DF中繼的研究。它是利用無線信道廣播特性在節(jié)點間相互輔助的一種新的架構，可以以一種分布式的方式來進行通信處理，并能夠獲得在MIMO系統(tǒng)所得的相同的優(yōu)勢。利用這一觀點。五、主要參考書及參考資料[1] ,and diversity in wireless networks:dfficient protocols and outage Transactions on Information Theory,50(12):30623080,December 2004.[2] and spacetime coded protocols for exploiting cooperative diversity in wireless Transactions Information Theory,49(10):24152425,October 2003.[3] ,and cooperation diversity,part I:System Transactions on Communications,51(11):19271938,November 2003.[4] and diversity through Proceedings of the IEEE International Symposiun on Information Theory,July 2002.[5]［美］，［埃及］Ahmed ，［中］Weifeng Su ，［阿根廷］Andres Kwasinski著，任品毅譯　協(xié)作通信及網(wǎng)絡[M]　電子工業(yè)出版社　學生 ___________ 指導教師 ___________ 系主任 ___________西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文目 錄摘 要 1Abstract 2第一章 緒論 背景、現(xiàn)狀 4 4 4 6 8第二章 MIMO技術以及協(xié)作分集 10 MIMO技術的提出與發(fā)展 10 10 11 11 12 12 協(xié)作分集技術之間的比較 13 13第三章 協(xié)作通信中各協(xié)作協(xié)議 14 14 15 16 16 17 17 17 17 18 18 20 協(xié)議分析 23第四章 單中繼協(xié)作通信 26 26 DF協(xié)議的誤符號率分析 28 28 SER上界及漸進近似 29 30 AF協(xié)議的SER分析 30 30 31 漸進緊的近似解 31 32 DF與AF協(xié)作增益的比較 32第五章 協(xié)作通信系統(tǒng)中選擇DF中繼協(xié)議研究 34 系統(tǒng)模型和協(xié)議描述 34 37 SER近似 37 一般協(xié)作協(xié)議的SER近似 38 38 39 40第六章 結束語 42 42 42致謝 44參考文獻 45畢業(yè)論文小結 46 摘 要多天線系統(tǒng)是提高系統(tǒng)容量和可靠性的一種有效手段。第36周：根據(jù)畢業(yè)設計任務書的要求，了解設計內容，獨立撰寫開題報告。 三、主要技術指標。不同的處理方案導致了不同的協(xié)作通信協(xié)議。近幾年來，被認為對通信技術有巨大推動作用的是MIMO技術。它的發(fā)展離不開眾多基礎技術，如集成電路、能量存儲以及天線技術的發(fā)展。協(xié)作通信過程中一個很關鍵的方面就是對來自中繼的源節(jié)點的信息處理。本文主要研究協(xié)作通信系統(tǒng)中選擇DF中繼協(xié)議，分析在不同的協(xié)作協(xié)議下，通信系統(tǒng)的性能狀況。四、進度和要求第12周:查閱資料,整理讀書筆記。第13周：準備論文答辯。但是，從一個角度而言，因為無線信道廣播特性的存在，我們可以將這些節(jié)點視為無線系統(tǒng)中一些分布式天線的集合。因為以上的原因，協(xié)作通信可以在從在源與目的節(jié)點之間產生類似MIMO信道的獨立傳輸鏈路。本文主要研究協(xié)作通信系統(tǒng)中選擇DF中繼協(xié)議。近幾年來，被認為對通信技術有巨大推動作用的是MIMO技術。不同的處理方案導致了不同的協(xié)作通信協(xié)議。為了克服這一問題，可以采用自適應中繼協(xié)議以提高有效性。 隨著社會的進步、經濟和科技的發(fā)展，特別是計算機、程控交換、數(shù)字通信的發(fā)展，近些年來，移動通信系統(tǒng)以其顯著的特點和優(yōu)越性能得以迅猛發(fā)展，應用在社會的各個方面。在信道動態(tài)特性匹配上，適當采用了性能較好的模擬調頻方式，并利用基站二重空間分集方式抵抗空間選擇性衰落。采用性能優(yōu)良的抗干擾糾錯編碼卷積碼；卷積碼、級聯(lián)碼；采用功率控制技術抵抗慢衰落和遠近效應；此阿勇自適應均衡和RAKE接收抗頻率選擇性衰落與多徑干擾；采用信道交織嗎、編碼，如采用幀間交織方式或塊交織方式抗時間選擇性衰落；采用空間或極化分集抗空間選擇性衰落。第三代無線通信系統(tǒng)以多媒體業(yè)務為主要特征，支持速率100Mb/s的多媒體寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務，在系統(tǒng)適配信道與用戶二重動態(tài)特性的基礎上又引入了業(yè)務的動態(tài)性。近幾年無線通信業(yè)務的激增是前所唯有的。例如，在未來幾年即將開發(fā)的第四代無線通信網(wǎng)絡中，如移動寬帶無線多址，在下行鏈路長可以達到260Mbps的峰值數(shù)據(jù)速率。為了克服上述在未來無線網(wǎng)絡中MIMO增益實現(xiàn)的限制，我們必須考慮在傳統(tǒng)點對點通信之上的新技術。在協(xié)作通信方案中，對于接收到由其他發(fā)射節(jié)點輻射出的有用能量的節(jié)點會有一些先驗的限制。因此，對于網(wǎng)絡中所有用戶都產生高數(shù)據(jù)速率的第四代無線系統(tǒng)而言，協(xié)作通信是一種新的手段，它將會成為第五代無線網(wǎng)絡的關鍵技術。 在文獻[1]和[2]中，Laneman等提出了不同的協(xié)作分集協(xié)議并分析了他們的中斷性能。這種技術下，盡管噪聲隨著信號一起被放大，但仍然能夠從來自空間獨立的兩個信道的信號中獲得空間分集。Gupta和Kumar的原創(chuàng)工作激發(fā)了很多人對這個問題的思考。 任何一種新技術的出現(xiàn)，必然會帶來一些新的問題，協(xié)作通信業(yè)不例外。與有線同步網(wǎng)絡不通，協(xié)作通信中同一信息是由多個協(xié)作者發(fā)往目的端的?，F(xiàn)在的研究大多數(shù)采用等功率分配法，認為各個移動終端有著相同的發(fā)射功率。然而，在實際的通信系統(tǒng)中，特別是對于搞數(shù)據(jù)率和高移動性的通信系統(tǒng)，信道是頻率選擇性衰落的。 第五，伙伴選擇問題。事實上，無論什么技術都有它難以克服的缺陷，只有使用得當才能充分發(fā)揮其積極作用。 本文主要研究協(xié)作通信系統(tǒng)中選擇DF中繼協(xié)議。,主要研究選擇DF中繼協(xié)議。 MIMO技術的提出與發(fā)展無線通信已經經歷了飛速的發(fā)展演進，其發(fā)展離不開眾多基礎技術。無線衰落信道所呈現(xiàn)的挑戰(zhàn)隨著時間的推移不斷發(fā)生變化。然而無線信道固有的衰落特性會導致信號傳輸質量嚴重下降。然而令人遺憾的是,在實際無線通信系統(tǒng)中,通常只在基站端配置多根天線,而對于移動終端,由于體積、重量以及功耗等方面的限制,在其上配置多根天線難以實現(xiàn)。
對于協(xié)作“伙伴”之間如何相互處理自己和“伙伴”的信息問題,需要設計具體的協(xié)作協(xié)議,以盡可能地利用有用信息,消除干擾,在處理復雜度較低的情況下有效提高系統(tǒng)的可靠性。接收端天線之間的距離d ，以保證接收天線輸出信號的衰落特性是相互獨立的，也就是說，當某一幅接收天線的輸出信號很低時，其它接收天線的輸出則不一定在這同一時刻也出現(xiàn)幅度低的現(xiàn)象，經相應的合并電路從中選出信號幅度較大、信噪比最佳的一路，得到一個總的接收天線輸出信號。信道想干時間等于或者超過幾個符號傳輸時間的通信環(huán)境相當普遍。類似于時間分集，在那些可用帶寬超過相干帶寬的寬帶系統(tǒng)中個，通過使用被分割為可用帶寬，而且在信道帶寬一致性基礎上相互分開的信道可以實現(xiàn)頻率分集。當信道的相干帶寬較小時，頻率分集效果明顯。如對于時延敏感的慢衰落系統(tǒng)，時間交織會引入較大的信號處理時延，所以對時延敏感的業(yè)務不適合采用時間分集。協(xié)作通信的產生,增加了系統(tǒng)的分集增益從而獲得了類似MIMO系統(tǒng)中的增益。在實際的協(xié)作通信系統(tǒng)中，工作在半雙工模式下節(jié)點相對于公仔全雙工模式下的節(jié)點實現(xiàn)更簡單，相應的協(xié)作協(xié)議實現(xiàn)更容易，復雜度也比較低，但全雙工通信系統(tǒng)比半雙工通信系統(tǒng)有更大的系統(tǒng)容量。通常一個中繼策略可以被建模成啷個正交的階段，或者通過TDMA，或者通過FDMA，以避免兩階段之間產生干擾。在式()和式()中，分別是源到目的源和源到中繼的信道系數(shù)。在固定中繼中,.AF協(xié)議(固定放大轉發(fā)協(xié)議):當采用此協(xié)議時,中繼量化將接收到的信號放大后轉發(fā)給目的。這是因為有一半的信道資源分配給中繼進行轉發(fā)，這就降低了整個信道的速率。反之，如果源在階段1發(fā)送失敗，中繼可以使用任何一種固定中繼協(xié)議來轉發(fā)源在階段1的信息。一個評估通信方案效率的好的標準時：隨著網(wǎng)絡中用戶密度的增大，如何對網(wǎng)絡容量進行衡量。這些源和目的隨即配對，并且該配對在整個通信過程中保持不變。假設相移 是平穩(wěn)的和各態(tài)歷經性的，且各個節(jié)點的相移是互相獨立的。因為任何節(jié)點的小的位移不會對間距產生大的影響，因此假設固定是合理的。最近已有證明顯示，多跳傳輸?shù)木W(wǎng)絡容量上界如下所示： ()這意味著每條鏈路的流量可以測量為 ()因此每個節(jié)點的吞吐量隨著節(jié)點密度的增大而減少。話說，如果存在一個方案能夠得到線性容量度量，那么該方案是最優(yōu)的。這是因為分離的簇可以并行工作。節(jié)點s首先將自己的比特發(fā)送給本簇里的其他M1個節(jié)點。：建立發(fā)送協(xié)作在這個階段，每個節(jié)點獎信息發(fā)布給本簇的其他節(jié)點，源節(jié)點將自己的比特發(fā)送給本簇的鄰居節(jié)點。源如何將這M塊分發(fā)給簇內的其他節(jié)點依賴于目的和源的相對距離。因此，在極限情況下，我們發(fā)送LM個比特塊需要2M次會話。平均發(fā)射功率上限為，其中是源簇及目的簇的中心間距。 階段2的遠程MIMO傳輸?shù)拿枋觯簠f(xié)作譯碼前一階段，每個觀察值都被量化成Q個比特。當目的節(jié)點與源節(jié)點在同一個簇內例外。這個總吞吐量能夠以高于的概率達到。因為采用了MIMO傳輸，所以，吞吐量與最小發(fā)射和接收天線個數(shù)呈線性關系。同時，目的簇的所有M個節(jié)點協(xié)助接收所發(fā)送的信息。這個碼字的平均功率限制是，其中是源簇與目的簇的中心距離。因為網(wǎng)絡中有n個節(jié)點，階段2所需要的最大信道利用數(shù)為 ()階段3的分析該階段，每個節(jié)點將自己在階段2接收到的觀察值發(fā)送給目的節(jié)點。類此與階段1，各簇采用9TDMA方案去并行工作。故為完成該階段所需要的信道利用數(shù)位。 第四章 單中繼協(xié)作通信本章考慮無線網(wǎng)絡中單中繼的協(xié)作通信。本章我們主要考慮兩個用戶的協(xié)作方案。因為兩個用戶的對稱性，我們只考慮用戶1的性能。式() 和式()中，分別是源到目的源和源到中繼的信道系數(shù)。此時目的端在階段2接收到的信號可以建模為