协作通信中继协议及最优中继选择策略研究

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1、硕士学位论文题目:协作通信中继协议及最优中继选择策略研究研究生蒋静专业信号与信息处理指导教师章坚武教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文协作通信中继协议及最优中继选择策略研究研究生：蒋静指导教师：章坚武教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityFortheDegreeofMasterResearchonRelayingProtocolsandBestRelaySelectionStrategyinCooperativeCommunicationsCa

2、ndidate:JiangJingSupervisor:Prof.ZhangJianwuMarch，2016抗州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明，本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下巧立进斤研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中ｙ■明确方式标明。一。申请学位论文与资料若有不实么处，本人承担切相关责任：论文作者签名；日期＞化年歹月件日餐婷学位论文

3、使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研巧生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，、允许查阅和惜阅论文，可抖允许采用影印缩印或其；学校可抖公布论文的全部或部分内容它复制手段保存论文。保密论文在解密后遵守此规定）（论文作者签名；曰期：＞化年｝月ｆ牛曰斬禱指导教师签名曰期年月（化杭州电子科技大学硕士学位论文摘要目前，协作通信技术已成为无线

4、通信领域的一个前沿研究热点。该技术通过中继协作可有效抵抗无线信道的衰落特性及不稳定性，从而提升通信系统传输性能。本文围绕无线协作通信的中继技术开展相关研究，主要针对协作通信的中继协议及最优中继选择策略进行了研究。论文研究的主要内容和创新点如下：1.分析比较了几种典型的中继协议性能，并针对放大转发(Amplify-and-Forward,AF)协议的噪声放大和解码转发(Decode-and-Forward,DF)协议的错误传播问题，通过引入自动重传请求(AutomaticRepeat-Request,ARQ)方式的增量中继，提出了一种增

5、强选择的混合译码放大转发(IncrementalSelectionHybridDecode-AmplifyForward,ISHDAF)协议。该协议可根据目的节点的反馈信息，分别决定采用直接传输、源节点重传和协作传输。理论分析与数值仿真表明，该协议不仅能提高混合译码放大转发(HybridDecode-AmplifyForward,HDAF)协议的频谱效率，且和增强选择的放大转发协议(IncrementalSelectionAmplify-and-Forward,ISAF)相比，还105能改善系统误码率和中断性能。在误码率同为时，IS

6、HDAF协议相比ISAF协议约有1dB的信噪比增益；当中断概率为102时，ISHDAF协议的性能比ISAF协议提高了0.7dB。2.总结和比较了基于不同准则的中继选择策略，其中机会中继选择策略通过选择最优中继参与协作，可获得与全中继协作相同的分集增益，且具有较好的自适应性。于是，结合机会中继，提出了一种HDAF协议下的最优中继选择策略。相对固定中继协议下的中继选择策略，该策略能更好地改善系统误码和中断性能，且中继数量越多，它所体现的性能改善也越102显著。在中断概率为，中继数量从2增到8时，该策略可获约5dB的性能增益；当误码率为

7、103时，相对2个中继，所提策略在8个中继时约有2dB的信噪比增益。3.为了提高全天候协作系统的频谱效率，提出了一种基于门限决策的选择解码转发(SelectionDecode-and-Forward,SDF)协议下的最优中继选择策略，并推导了该策略在高信噪比时中断概率和频谱效率的近似表达式。仿真分析表明，该策略可根据不同的信噪比环境和中继节点数目来选取适当的协作门限，从而改善系统频谱效率和中断概率。当信噪比较低且中继较少时，不同门限下的中断概率相差不多，协作门限增加0.09，系统频谱效率可提高0.12；在高信噪比和多中继协作场景中，

8、不同门限下的频谱效率较为接近，当系统中断概率为10-2时，协作门限减少0.9，系统可获约1.1dB的性能增益。随着无线通信理论及应用的发展，作为其关键技术之一的协作通信也获得了较大提高。因此，本文对协作通信的中继协议及最