基于用户qos的资源分配和协作技术

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1、中国科学技术大学学位论文原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研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：___________签字日期：_______________中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件

2、和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。□公开□保密（____年）作者签名：_______________导师签名：_______________签字日期：_______________签字日期：_______________I第1章绪论第1章绪论1.1无线协作通信1.1.1协作通信的发展[1]协作通信的思

3、想早在20世纪70年代就由Cover和Gamal提出，他们在研究中继信道信息论特性时，给出了三节点（源节点，中继节点和目的节点）模型，并分析了在加性高斯白噪声(AdditiveWhiteGaussionNoise，AWGN)信道中该模型的容量，这就是协作通信的前身。20世经90年代末期，随着移动通信和Internet技术的飞速发展，移动用户不断的对移动通信系统提出增加系统容量和提高传输速率的需求，且伴随着多媒体技术的快速发展，用户对通信系统能够提供丰富的业务的诉求也越来越强烈。无线语音业务在通信业务

4、中所占比例逐渐缩小，多种特性不同的数字业务，如图像传输、视频点播、人机交互等，所占比例越来越大。为了在提高系统通信容量的同时，确保不同业务的服务质量（QualityofService，QoS）需求，多种新技术应运而生。其中，大量的研究集中在空间分集技术。众所周知，无线通信的传输媒介—无线信道不同于理想的有线信道，而是等同于一个多径衰落信道，衰落特性是影响通信质量的主要因素之一。分集技术通过发送多个信号样本，并对接收到的信号副本进行合并来克服衰落。由于多个信号样本经过不同的且相互独立的路径，所有路径同

5、时处于深衰落的概率较小，所以合并后的信号处于深衰落的概率更小。根据获得信号样本的不同，分集技术主要可分为时间分集、频率分集和空间分集三类。空间分集技术也称天线分集，通过设置多根天线来实现信号的多路发送和接收。不同于时间分集和频率分集，空间分集不会降低带宽利用率，但为了保证多路信号之间不会互相干扰，且互不相关，因此需要特别的处理机置。多输入多输出（Multiple-InputandMultiple-Output，MIMO）天线技术是基于空间分集技术提出的一种较为成功的技术，也是后三代移动通信系统（Be

6、yondThirdGenerationinmobilecommunicationsystem，B3G）必然会采用的一种技术。其主要思想是利用多径信道，通过空间复用，在空中产生独立的并行信道，同时传输多路信号，来提高信道容量，并通过空间分集增益消除多径传播环境衰落的影响。这种技术继承了空间分集的优点，不需要以频谱为代价，就可以在衰落信道下成倍的提高系统容量。虽然MIMO技术已经开始实用，1第1章绪论但安装及使用多根天线对众多移动终端提出了苛刻的要求，也不符合移动终端小巧化，绿色化的发展趋势，并且多根天

7、线间相互干扰问题也是技术实用中的难点。近年来，协作通信(CooperativeCommunication)作为一种新型的空间分集，有效的克服了MIMO技术的限制。协作通信技术的基本思想是：系统中的单天线设备节点共享彼此的天线，帮助转发接收到的其它节点的数据，通过这种分布式方式获得发射分集增益，形成虚拟的MIMO系统，以对抗无线信道中多径衰落的影响。协作分集技术的研究主要分为中继协作（RelayCooperation）和用户终端间的协作（UserCooperation）两种方式。最初，协作技术主要是基

8、于蜂窝网络，用来替代MIMO技术。在蜂窝系统中，主要采用Relay方式，中继节点自己没有信息发送，只对接收到的发射节点信息进行转发，通过这个方式，使目的节点可以获得从发射节点和中继节点接收到的同一信号的两个或多个独立副本，从而获得分集增益，提高系统性能。而协作技术在无线自组织或无线传感器网络中，主要采用用户协作方式，通过多用户终端共享彼此的资源，以分布式方式获得发射分集增益，以对抗无线信道中多径衰落的影响。每个发射节点均可以作为中继节点，不仅要转发其它节点的信息，同时