2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、協(xié)作通信是近幾年發(fā)展起來己為人們證明的能夠?qū)篃o線信道下信號衰落提高無線通信系統(tǒng)的容量有效手段之一,因此協(xié)作通信的研究受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。其中協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率和功率分配問題是人們研究的熱點(diǎn)之一。本文以兩跳無線協(xié)作通信為研究背景,重點(diǎn)研究不同方式和不同場景下協(xié)作通信的中斷概率性能和功率分配問題。
   本文主要研究的協(xié)作通信場景包括:三節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信場景;單源節(jié)點(diǎn)、多中繼節(jié)點(diǎn)和單接收天線的單目的節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信場景以及單源節(jié)點(diǎn)

2、、多中繼節(jié)點(diǎn)和多接收天線單目的節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信場景;研究的協(xié)作方式主要有:放大轉(zhuǎn)發(fā)和編碼轉(zhuǎn)發(fā)方式。論文以信息論和概率論為主要數(shù)學(xué)工具,著重推導(dǎo)了不同場景和不同協(xié)作方式下系統(tǒng)的中斷概率閉式,以此分析了系統(tǒng)的性能,并研究了相應(yīng)協(xié)作系統(tǒng)的功率分配。
   本文的主要研究工作包括:
   1.在Nakagami-m衰落環(huán)境下,研究了三節(jié)點(diǎn)和帶有機(jī)會中繼轉(zhuǎn)發(fā)的多中繼節(jié)點(diǎn)并行協(xié)作通信系統(tǒng)的性能。每個中繼節(jié)點(diǎn)接收來自源節(jié)點(diǎn)的信息,中繼節(jié)點(diǎn)

3、采用解碼中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式(DAF)。推導(dǎo)出了中斷概率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,仿真驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確。并以此理論公式為依據(jù),分析研究了三節(jié)點(diǎn)模型下協(xié)作通信的性能和功率分配。
   2.分別研究了多中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信模型下對稱信道和非對稱信道的中斷概率和系統(tǒng)性能。對于對稱信道,根據(jù)推導(dǎo)出的中斷概率理論式,考察了直傳鏈路對協(xié)作通信系統(tǒng)性能的影響,并分析了源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)的功率分配問題,得出的結(jié)論是最優(yōu)功率分配系數(shù)是一個受制于系統(tǒng)總可用功率和網(wǎng)絡(luò)中可

4、能中繼節(jié)點(diǎn)個數(shù)的系數(shù),0.5是一個近優(yōu)值;對于非對稱信道,同樣推導(dǎo)了中斷概率閉式,討論了功率分配問題,結(jié)論是功率分配因子α和路徑損耗都會影響協(xié)作方案的中斷概率。當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)的平均位置靠近源節(jié)點(diǎn)時,最優(yōu)的功率分配因子會小于0.5,整個系統(tǒng)的平均性能就能達(dá)到最優(yōu);而當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)的平均位置靠近目的節(jié)點(diǎn)時,最優(yōu)的功率分配因子會大于0.5,系統(tǒng)的平均性能才能達(dá)到最優(yōu)。
   3.在上述多中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信模型的基礎(chǔ)上討論了目的節(jié)點(diǎn)為多接收天線的

5、場景下協(xié)作通信系統(tǒng)的性能。首先給出了一種中斷概率理論近似閉式,比較了此理論近似式與其它理論近似,驗(yàn)證了論文所提出的理論近似是最優(yōu)的。然后用此理論式分析討論了系統(tǒng)的功率分配和系統(tǒng)吞吐量問題。對于功率分配的研究所得到的結(jié)論是,多中繼和多天線之間形成的虛擬MIMO,可以在中繼節(jié)點(diǎn)的功率較小的情況下獲得較好的性能,體現(xiàn)了MIMO的優(yōu)越性。對于吞吐量問題論文給出了求解在一定信噪比下使吞吐量達(dá)到最大時的最優(yōu)R*的理論式,并給出了仿真曲線,結(jié)論是通過

6、增大信噪比或調(diào)節(jié)信息速率,可使系統(tǒng)吞吐量達(dá)到最大。
   4.研究了多中繼節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)為多接收天線的場景下協(xié)作通信的中繼節(jié)點(diǎn)間功率分配問題。本文采用矩陣的奇異值分解的方法來分析系統(tǒng)的信道矩陣,得到一種在功率一定的條件下使信道容量達(dá)到最大的最優(yōu)功率分配方案(OPA),推導(dǎo)出了最優(yōu)功率分配系數(shù)的封閉表達(dá)式,并針對兩種不同方式下協(xié)作通信系統(tǒng)的最優(yōu)功率分配方案進(jìn)行了比較。對于中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)(AAF)方式,通過將最優(yōu)功率分配方案與中繼節(jié)點(diǎn)

7、間平均方案比較得出此最優(yōu)方案在相同條件下降低了系統(tǒng)的中斷概率,提高了系統(tǒng)的可靠性。進(jìn)而通過比較DAF和AAF方式下的最優(yōu)功率分配方案得出DAF要優(yōu)于AAF。最后論文還考慮了AAF方式下的聯(lián)合最優(yōu)功率分配方案,分析得出與中繼節(jié)點(diǎn)間最優(yōu)功率分配進(jìn)行比較聯(lián)合功率分配能提高系統(tǒng)容量,并且源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)間的功率分配系數(shù)α集中于[0.4,0.7]。
   綜上所述,本文針對協(xié)作通信系統(tǒng)在不同場景下的中斷概率和功率分配問題做了較深入的研究。

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