中继选择方案设计与仿真(附件)【字数：14340】
无线通信技术作为一种有效的通信技术，目前已经被广泛地应用于生活中的各个领域与方面，比如Internet、手机通信、智能控制，商业发展等不同方面。由于无线通信存在着通信延迟大，通信的稳定性不高以及通信的质量不高等问题。人们通常采用分集技术以获得分集增益来应对无线通信过程中产生的多径衰落。本文的主要研究工作是基于放大转发和解码转发这两种传输协议，使用单源单目标源多中继节点的两跳中继传输模型，针对部分中继选择以及全局中继选择这两种中继选择策略进行研究，并且考虑中继节点数目对于系统的中断性能的影响。本文的结论为采用同一转发协议，全局的中继选择策略相比于部分的中继选择策略的中断性能要好；解码转发的协议相比于放大转发的协议的中断性能要好；采用相同的中继选择策略，中继节点的数目在一定程度上越多，系统的中断性能越好。关键词 协作通信；分集增益；中继选择策略；放大转发；解码转发
目 录
第一章 绪论 1
1.1 无线通信技术的发展和相关知识 1
1.1.1 无线通信传输中的多径效应 1
1.1.2 分集技术的分类与简介 2
1.1.3 终端工作模式 4
1.2 协作通信的产生与意义 4
1.3 选题的目的及其意义 5
1.4 国内外研究现状及存在问题 5
1.5 论文结构 6
第二章 中继选择及其相关基础知识 7
2.1 协作中继技术的主要优点 7
2.2 传输模型 8
2.2.1 三点两跳中继模型 8
2.2.2 多节点中继模型 8
2.2.3 四种中继传输方式 9
2.3 转发协议 10
2.3.1 放大转发（AF） 10
2.3.2 解码转发（DF） 11
2.4 中断概率 11
2.5 本文的主要研究内容以及方法 12
2.6 本章总结 12
第三章 中继选择策略与中断性能 13
3.1 基于放大转发的部分中继选择策略 13
3.1.1 基于放大转发的部分中继选择策略的工作原理 13
3.1.2 基于放大转发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的部分中继选择策略的中断概率 13
3.2 基于放大转发的全局中继选择策略 14
3.2.1 基于放大转发的全局中继选择策略的工作原理 14
3.2.2 基于放大转发的全局中继选择策略的中断概率 14
3.3 基于解码转发的部分中继选择策略 15
3.3.1 基于解码转发的部分中继选择策略的工作原理 15
3.3.2 基于解码转发的部分中继选择策略的中断概率 15
3.4 基于解码转发的全局中继选择策略 16
3.4.1 基于解码转发的全局中继选择策略的工作原理 16
3.4.2 基于解码转发的全局中继选择策略的中断概率 16
3.5 本章总结 17
第四章 性能分析 18
4.1 波形分析 18
4.2 本章总结 24
第五章 总结与展望 25
5.1 总结 25
5.2 展望 26
致谢 27
参考文献 28
附录 30
第一章 绪论
在当今科学技术高速发展的时代，无线通信技术越来越成为人们生活所必不可少的技术，它给人们的生产生活所带来的巨大影响是不容置疑的。21世纪，使用无线通信技术的人群正逐步扩展，无线电话、3G、4G、WiFi等无线通信技术的应用极大地方便了人们的生活出行，无线通信技术的发展在未来有着巨大的发展空间与潜力。但是，无线通信技术虽然有着诸如上述的巨大优点，它也存在着许多的问题与不足，比如通信延迟，通信的稳定性以及通信的质量等等。主要原因是通信信道不理想，存在信道多径衰落等信道特性。目前，研究者们已经研究出分集技术以对抗多径衰落的形成，并且已经得到了广泛的应用。研究者们所研究出的分集技术主要是以多输入多输出（MultipleInput and MultipleOutput, MIMO）为主的虚拟分集技术[1]，但是在现在该技术已无法满足人们的需求，所以本文将研究通过中继选择策略以获得最佳的接收质量。
本章主要简述无线通信的发展过程，回顾无线通信技术的多径衰落的原因以及应对技术分集技术的产生，并交代当前无线中继策略选择主要的研究方向以及存在的主要问题，在本章的最后会具体地给出本文的主要研究内容，并且简述本文的结构。
1.1 无线通信技术的发展和相关知识
无线通信技术的发展是从19世纪30年代开始的，物理学家法拉第、麦克斯韦等对于电磁感应以及电磁场理论的研究发现为无线通信的发展带来了不可磨灭的贡献[2]，正是如此才催生了贝尔、莫尔斯、马可尼等著名学者对于通信器材的发明与使用[3]。在这之后，无线通信技术的发展势如破竹，并在通信领域广泛使用，并随着时代的步伐不断向前发展。
1.1.1 无线通信传输中的多径效应
在无线协作通信系统中，因为通信时站台的天线阵会受到建筑、山脉、电离层等不同的影响，如图11所示，使得接收端的站台收到传输的信号时，会受到折射、反射、散射等的影响，这种现象，就称之为多径效应。并且这些通过不同路径所传输到达的信号的信号相位也是不尽相同而且具有时变性，会导致接收端收到的信号呈现衰落状态；而且由于电磁波所经路径不同会导致延时的不同，则会产生码间串扰，造成误码率的升高，使得通信质量大大下降。所产生的衰落就称为多径衰落。
多径衰落的定义如下：多径衰落是指在电磁信号从源节点到目标源的的传播过程中，由于受地面或电离层反射和建筑的阻挡或折射的影响，会产生多个经过不同路径到达接收端的信号，通过某种方法类似于正交信道调制，把多个路径传输来的信号通过不同的合并技术进行合并。一般来说，多径衰落包括平衰落和选择性衰落两种[2]。
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目 录
第一章 绪论 1
1.1 无线通信技术的发展和相关知识 1
1.1.1 无线通信传输中的多径效应 1
1.1.2 分集技术的分类与简介 2
1.1.3 终端工作模式 4
1.2 协作通信的产生与意义 4
1.3 选题的目的及其意义 5
1.4 国内外研究现状及存在问题 5
1.5 论文结构 6
第二章 中继选择及其相关基础知识 7
2.1 协作中继技术的主要优点 7
2.2 传输模型 8
2.2.1 三点两跳中继模型 8
2.2.2 多节点中继模型 8
2.2.3 四种中继传输方式 9
2.3 转发协议 10
2.3.1 放大转发（AF） 10
2.3.2 解码转发（DF） 11
2.4 中断概率 11
2.5 本文的主要研究内容以及方法 12
2.6 本章总结 12
第三章 中继选择策略与中断性能 13
3.1 基于放大转发的部分中继选择策略 13
3.1.1 基于放大转发的部分中继选择策略的工作原理 13
3.1.2 基于放大转发 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
的部分中继选择策略的中断概率 13
3.2 基于放大转发的全局中继选择策略 14
3.2.1 基于放大转发的全局中继选择策略的工作原理 14
3.2.2 基于放大转发的全局中继选择策略的中断概率 14
3.3 基于解码转发的部分中继选择策略 15
3.3.1 基于解码转发的部分中继选择策略的工作原理 15
3.3.2 基于解码转发的部分中继选择策略的中断概率 15
3.4 基于解码转发的全局中继选择策略 16
3.4.1 基于解码转发的全局中继选择策略的工作原理 16
3.4.2 基于解码转发的全局中继选择策略的中断概率 16
3.5 本章总结 17
第四章 性能分析 18
4.1 波形分析 18
4.2 本章总结 24
第五章 总结与展望 25
5.1 总结 25
5.2 展望 26
致谢 27
参考文献 28
附录 30
第一章 绪论
在当今科学技术高速发展的时代，无线通信技术越来越成为人们生活所必不可少的技术，它给人们的生产生活所带来的巨大影响是不容置疑的。21世纪，使用无线通信技术的人群正逐步扩展，无线电话、3G、4G、WiFi等无线通信技术的应用极大地方便了人们的生活出行，无线通信技术的发展在未来有着巨大的发展空间与潜力。但是，无线通信技术虽然有着诸如上述的巨大优点，它也存在着许多的问题与不足，比如通信延迟，通信的稳定性以及通信的质量等等。主要原因是通信信道不理想，存在信道多径衰落等信道特性。目前，研究者们已经研究出分集技术以对抗多径衰落的形成，并且已经得到了广泛的应用。研究者们所研究出的分集技术主要是以多输入多输出（MultipleInput and MultipleOutput, MIMO）为主的虚拟分集技术[1]，但是在现在该技术已无法满足人们的需求，所以本文将研究通过中继选择策略以获得最佳的接收质量。
本章主要简述无线通信的发展过程，回顾无线通信技术的多径衰落的原因以及应对技术分集技术的产生，并交代当前无线中继策略选择主要的研究方向以及存在的主要问题，在本章的最后会具体地给出本文的主要研究内容，并且简述本文的结构。
1.1 无线通信技术的发展和相关知识
无线通信技术的发展是从19世纪30年代开始的，物理学家法拉第、麦克斯韦等对于电磁感应以及电磁场理论的研究发现为无线通信的发展带来了不可磨灭的贡献[2]，正是如此才催生了贝尔、莫尔斯、马可尼等著名学者对于通信器材的发明与使用[3]。在这之后，无线通信技术的发展势如破竹，并在通信领域广泛使用，并随着时代的步伐不断向前发展。
1.1.1 无线通信传输中的多径效应
在无线协作通信系统中，因为通信时站台的天线阵会受到建筑、山脉、电离层等不同的影响，如图11所示，使得接收端的站台收到传输的信号时，会受到折射、反射、散射等的影响，这种现象，就称之为多径效应。并且这些通过不同路径所传输到达的信号的信号相位也是不尽相同而且具有时变性，会导致接收端收到的信号呈现衰落状态；而且由于电磁波所经路径不同会导致延时的不同，则会产生码间串扰，造成误码率的升高，使得通信质量大大下降。所产生的衰落就称为多径衰落。
多径衰落的定义如下：多径衰落是指在电磁信号从源节点到目标源的的传播过程中，由于受地面或电离层反射和建筑的阻挡或折射的影响，会产生多个经过不同路径到达接收端的信号，通过某种方法类似于正交信道调制，把多个路径传输来的信号通过不同的合并技术进行合并。一般来说，多径衰落包括平衰落和选择性衰落两种[2]。
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