中继协同系统自适应传输技术研究

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1、密级：踌右却童天肇硕士研究生学位论文学号：075497姓名：邳兰专业：僮曼皇值皇丝堡导师：王塞熊学院：焦皇皇通信王猩堂随二。一。年一月六日{}≈t叠薯露l曩_独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有

2、不实之处，本人戳：j牛本人承担一切相关责任。日期：呈!型Q：圣：』E．关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保

3、密范围，适用本授权书。本人签名：丝圣兰日期：圣型旦：垒：!互导师签名：坦Z型：日期：皇竺±竺!兰。![北京邮电大学硕士学位论文摘要中继协同系统自适应传输技术研究摘要为了满足日趋增长的高速率、大容量、多类型的无线多媒体业务需求，中继协同通信成为多输入多输出(MIMO)技术之后，4G系统的新兴研究方向之一。MIMO技术虽然可获得高分集增益、提升频带利用率，但由于能量、价格、尺寸等因素的限制，以便携为目的的移动终端使用多根天线面临困难。中继协同系统则解决了此问题，将中继节点理解为分布式天线，从而使单天线终端共享其他网络节点

4、的空间资源，构成虚拟MIMO系统，获取空间分集，同时蜂窝小区边缘用户的性能得到提升，基站覆盖面积得到扩展。本论文主要对中继协同系统中的自适应传输技术进行设计，并分别从理论分析及仿真的角度研究其性能。论文的前期工作是对传统中继协同技术进行研究、分析性能。一方面，总结归纳了放大转发(AF)、解码转发(DF)、解码放大转发(DAF)、增量转发(珊)、编码协同(CC)等五种传统中继转发机制的实现算法，并推导了AF、DF及DAF的成功解码概率公式。另一方面，对AF、DF、选择式解码转发(SDF)、DAF进行仿真，在不存在源节点

5、．目的节点链路、存在该链路两种场景下，比较各转发机制的误块率(BLIR)性能，同时对仿真结果进行理论分析。论文的主要工作是设计自适应中继协同技术，分别研究了单中继、多中继两种场景，在中继转发协议、协同重传、分布式空时块码(DSTBC)等技术领域引入自适应机制，从而改善系统传输的可靠性及有效性。论文所提技术包括：1．基于模拟网络编码(触屺)技术，提出一种自适应中继转发机制。首先将物理层网络编码(阶配)从操作级别及操作域两个角度进行分类，然后对PNC中应用最为广泛的一类分支ANC进行创新设计，引入星座旋转从而突破了传统N

6、C解码需要先验信息辅助的局限。在此改进ANC算法的基础上，提出自适应中继转发机制：参照中继节点对当前帧及上一帧数据的循环冗余校验结果，转发方案在四种可选策略中自适应切换，避免误码传播的同时，能保证分集增益最大化。另外对接收机算法进行自适应设计，解码复杂度低且可有效避免相邻帧间数据的干扰。通过对分集度和吞吐量进行理论分析及性能仿真，Ⅱ北京邮电大学硕士学位论文摘要均能发现所提机制相比于传统SDF方案的性能优势。2．基于分层调制技术，提出一种无额外资源开销的协同重传方案。首先以16QAM星座图为例，分析了分层调制同重传结合

7、的两种传统方案：比特位置置换及QPSK符号功率置换，给出仿真结果。然后提出自适应协同重传方案：一方面，设计了新传帧和重传帧数据通过分层调制合并发送，从而使重传不消耗额外的时隙资源；另外一方面，为保证新传帧的传输不因重传而受到延迟，其传输质量亦不因新传帧存在而受到影响，设计了重传的发起者和发起时间依瞬时信道状态信息而定。理论分析和仿真结果表明，相比于传统协同重传，所提自适应重传方案可显著提高系统吞吐量，降低中断概率。3．基于最小译码复杂度准正交空时块码(MDC．QO．STBC)，提出一种自适应分布式空时块码。首先设计了

8、基于MDC．QO．STBC的DSTBC(心．DSTBC)构造方法，包括源节点、中继节点的处理流程。由于MDC．DSTBC满速率传输的同时不能达到满分集，而且其采用单复数符号的最大似然译码(池)，复杂度较大，进一步提出自适应的DSTBC方案：对于MDC．QO．STBC矩阵各行数据，各中继节点根据瞬时信道衰落特性自适应选择发送，使构造的DSTBC编