多节点协作网络的分集复用折中

《多节点协作网络的分集复用折中》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、扬州大学硕士学位论文多节点协作网络的分集复用折中学科专业：信号与信息处理指导教师：丁杰陈万培研究生：胡安国扬州大学二零一四年四月Diversity--and--MultiplexingTradeoffforthemultiplenodescooperativenetworkADissertationSubmittedtoYangzhouUniversityforMaster’SDegreeCandidate：AnguoHuSupervisor：JieDingWanpeiChenMajor：Signal＆In

2、formationProcessingSchoolofInformationEngineeringYangzhouUniversityYangzhou。Jiangsu．RR．ChinaApril2014摘要无线通信的发展要求越来越高的通信速率，在速率提高的同时需要保证通信的质量。空间的散射环境会引起信号的衰减，降低通信系统的性能。MIMO系统引入空间分集可以有效地抵抗衰落。同时，MIMO系统还可以利用丰富的空间散射环境增加复用增益。本文主要建立了三个模型：第一个模型是MARC模型；第二个模型是多中继模型；第

3、三个是一个四节点无线网络模型。分别研究了这三种模型的分集复用折中(DMT)。因为DMT代表着分集增益与复用增益的关系。它是在高信噪比时评价不同多天线系统的一种有效方式，而且它具有易于处理和对比明显的优势。本文的具体工作如下：本文首先建模了一个两用户协作的MARC模型，区别于与传统的MARC模型的是本文中的用户之间可以协作。本模型中所有的节点均是单天线，而且中继是全双工的工作方式。我们将该模型分为非成簇系统和两种成簇系统，这两种成簇系统分别是：成簇caseone和成簇casetwo。分别计算了该模型在这三种系

4、统时的DMT上界，以及中继采用DF协议时可获得的DMT。结果表明，在成簇caseone系统可以获得该模型的最佳DMT；由于复用增益的限制，协作系统只能在低复用增益时模拟MIMO系统；本文的模型比传统的MARC模型具有较好的DMT；单天线的限制使DF协议在非成簇系统以及成簇casetwo系统时可以获得该系统的最佳DMT。本文其次建模了一个多个中继间协作的多中继协作网络。与以往的多中继系统不同的是：本文中的多个中继之间可以相互接收和转发对方的信号。本文多中继模型中所有的节点均是单天线，而且中继采用全双工的工作方

5、式。我们将该模型分为非成簇系统以及成簇系统，分别研究了这两种系统的最佳DMT以及中继采用DF协议时可获得的DMT。结果表明，DF协议在系统成簇时不能获得该模型的最佳DMT，在非成簇系统时可以获得该系统的最佳DMT；并且成簇系统可以模拟MIMO系统，但是由于单天线的限制使得只能模拟低复用增益时DMT。最后一个模型是四节点的无线网络模型。这个四个节点模型包括两个发送节点和两个接收节点，并且每个节点都是单天线。该模型可分为MIMO模型、广播信道、多址信道以及协作信道，我们分别研究了这四种模型的DMT，并给出了DM

6、T的对比图。通过对比图可以看出，广播信道和多址信道具有相同的DMT，并且在这四种系统中它们的DMT性能最差；MIMO系统的DMT性能最好；协作系统可以模拟MIMO系统，但是由于单天线限制了复用增益的值，协作系统并不能完全模拟MIMO系统。本文的工作对以后解决多天线节点以及中继采用半双工求解DMT等问题时提供帮助。关键词：分集复用折中多输入多输出系统多中继系统广播信道多址信道协作系统扬州大学硕士论文AbstractIIIAbstract111edevelopmentofnextgenerationwirele

7、sscommunicationsystemsdemandhi曲transmissionrateandneedtoguaranteethequality-of-service．However，becauseofthescatteringenvirmentthesignalsreceivedatthedestinationmayfadingwhichdegradestheperformanceofwirelesscommunications．MIMOsystemCanintroducespatialdivers

8、itytocombatfading．Additionally，takingadvantageoftherichscatteringenvironment，MIMOincreasesspatialmultiplexing．Inthispaper，wepresentthreemodels．ThefirstoneisaMARCmodel．111esecondoneisamultiple—relaysmodel．The“