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杭州电子科技大学硕士学位论文







协作通信系统的中继选择和功率分配策略研究









研 究 生： 曹 申 好
指导教师： 刘 顺 兰 教授



2012 年 12 月
Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University
for the Degree of Master






A Study on Relay Selection and Power Allocation
Strategy in Cooperation Communication System






Candidate: Cao Shenhao
Supervisor: Prof. Liu Shunlan




December，2012
摘 要
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)技术能够显著的提高系统的性能，扩大覆盖范围，
已经受到广泛的关注。但是，移动终端由于受到其体积、功率的限制，制约了 MIMO 技术的
应用。协作通信主要是通过用户之间共享彼此的天线，形成虚拟的 MIMO 传输信道，从而获
得空间分集增益，能有效地对抗无线通信中的多径衰落对系统的影响，提高边缘小区频谱效
率、通信系统的服务质量 QoS(quality of service)和可靠性。这就提供了一种 MIMO 技术走向
实用的新思路。
本文主要研究协作通信中中继节点的选择和功率分配问题。主要工作如下：
（1）首先介绍 one-way 中继系统的放大转发，译码转发中继协议基本原理和系统模型，
分析比较了几种典型的中继选择和功率分配策略对系统的中断概率、信道容量等性能的影响。
（2）为了克服 one-way 中继系统频谱效率和信道容量偏低的缺陷，本文在研究 two-way
中继系统的基础上，提出了一种基于 two-way AF 中继系统的最大化瞬时信噪比乘积(MISP)
的中继选择策略，选择出最佳中继节点，之后，运用信噪比平衡技术进行功率分配
（SNR-Balancing-IPA），推导出了最优功率分配方案的表达式。理论分析和仿真结果都表明，
与文献中提出的凸优化功率分配方案相比，本文建议的 MISP 中继选择及 SNR-Balancing-IPA
功率分配策略提高了系统的可达总速率和，降低了系统的中断概率，改善了系统的性能。
（3）为了进一步提高网络吞吐量，降低发送能耗，本文首先研究模拟网络编码和物理层
网络编码的双向中继系统模型。基于网络编码的 two-way 中继系统模型，研究讨论了最大化
最小信道增益（maximized minimum channel gain,MMCG）、最大化信道增益调和平均值
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