面向多播傳輸?shù)木彌_輔助中繼關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、中繼技術(shù)因其能夠有效擴大無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積和促進性能提升而成為當(dāng)前和未來無線通信領(lǐng)域的一項重要技術(shù)。傳統(tǒng)的中繼傳輸技術(shù)采用固定的一發(fā)一收傳輸模式，即前一個時隙發(fā)送節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)給中繼節(jié)點，下一個時隙中繼節(jié)點立即將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給接收節(jié)點。然而傳統(tǒng)中繼的傳輸模式受信道質(zhì)量影響較大，即當(dāng)發(fā)送節(jié)點到中繼節(jié)點或者中繼節(jié)點到接收節(jié)點之間鏈路的信道質(zhì)量較差時，傳統(tǒng)中繼系統(tǒng)難以取得理想的性能。
　　緩沖輔助中繼的提出克服了傳統(tǒng)中繼固定傳輸模式的缺點，因

2、為中繼處配備有緩沖，所以中繼不需要再遵循傳統(tǒng)的一發(fā)一收固定傳輸模式，而是根據(jù)當(dāng)前各信道的信道質(zhì)量自適應(yīng)的選擇鏈路進行數(shù)據(jù)傳輸，因此中繼擁有了更高的自由度，中繼系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的性能增益。同時，為實現(xiàn)當(dāng)今移動通信網(wǎng)絡(luò)更大帶寬和更高性能的需求，我們考慮增加多播傳輸模式。多播傳輸技術(shù)因其能夠極大的節(jié)省頻譜資源而受到廣泛關(guān)注，它也因此被集中到了現(xiàn)有的通信標(biāo)準(zhǔn)中。本文主要研究面向多播傳輸?shù)木彌_輔助中繼傳輸技術(shù)，即同時結(jié)合了緩沖輔助中繼技術(shù)和多播傳

3、輸技術(shù)的中繼網(wǎng)絡(luò)模型。
　　首先，本文對多播技術(shù)和中繼技術(shù)進行了簡要概述，并且針對三點緩沖輔助中繼，分別對自適應(yīng)速率傳輸模式和固定速率傳輸模式下的鏈路選擇技術(shù)進行研究，得到了最優(yōu)鏈路選擇策略以及最大吞吐量的表達式，仿真驗證緩沖輔助中繼相對于傳統(tǒng)中繼而言帶來了明顯的吞吐增益，增益最高可達100％。另外，對于固定速率傳輸模式，本文主要研究緩沖輔助中繼系統(tǒng)中斷事件，推導(dǎo)出了中斷概率的表達式，并給出了其上界，與傳統(tǒng)中繼系統(tǒng)相比實現(xiàn)了更高的

4、分集增益。
　　然后，和以往只有單播傳輸模式的緩沖輔助中繼系統(tǒng)所不同，本文將多播傳輸模式引入其中。因為有了緩沖和多播技術(shù)，中繼系統(tǒng)可以根據(jù)信道狀態(tài)信息（Channel State Information，CSI）自適應(yīng)選擇傳輸鏈路和傳輸模式進行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)更大的吞吐增益。針對面向多播傳輸?shù)木彌_輔助中繼，本文提出了最優(yōu)的鏈路選擇技術(shù)以實現(xiàn)系統(tǒng)和速率最大化。本文將系統(tǒng)和速率最大化作為優(yōu)化目標(biāo)，以進出中繼緩沖的數(shù)據(jù)保持“進出平衡”作為

5、限制條件建立優(yōu)化問題，運用KKT條件求解出最優(yōu)鏈路選擇策略。該策略相比于現(xiàn)有的幾種中繼鏈路選擇算法，在吞吐量上有明顯提升，同時多播傳輸模式和中繼緩沖之間能夠互相影響，促進對方的性能增益。同時本文還給出了一種與之類似但運算復(fù)雜度更低的次優(yōu)鏈路選擇策略，性能與最優(yōu)鏈路選擇策略接近因而更具有可行性。
　　最后，本文對用戶吞吐量QoS保障技術(shù)和用戶時延QoS保障技術(shù)分別進行了研究分析。對于用戶吞吐量QoS保障，在最優(yōu)鏈路選擇策略的基礎(chǔ)上推