协作通信中的全/半双工中继混合技术

【摘要】在无线通信技术快速发展的背景下，人们对无线信道的传输要求也越来越高。多径衰落严重影响了无线信道传输的质量和可靠度，而分集技术可以有效的缓解这一问题。多输入多输出（MIMO）技术是一种典型的空间分集技术，它是指在发射端和接收端都采用多根天线，在不增加带宽的情况下成倍地提高信道容量和频谱效率，但在实际应用中，由于受到设备功率、尺寸等方面的限制，MIMO技术在很多方面的应用受到了限制。为了解决这一问题，协作通信（CooperativeCommunication）技术应运而生，它使用了一种新的方式来获得空间分集增益，为MIMO技术的实用化开辟了新的途径。协作通信的基本思想是在多用户环境中，具有单根天线的移动台可以按照一定的方式来共享彼此的天线从而产生一个虚拟MIMO系统，获得分集增益。本文主要的研究对象是协作通信中继端的双工方式。首先，明确介绍了协作通信的系统模型和工作原理；然后分别对中继端的全双工和半双工工作方式进行了详细介绍，并简要对比了系统性能。接下来，对双跳协作通信模型中的全双工中继（FDR）系统和半双工中继（HDR）系统的信道容量和中断概率性能进行了详细研究，并和直传通信链路进行对比，进一步阐明了FDR和HDR的优劣。最后，在参考FDR和HDR性能特性的基础上，本文提出一种全/半双工中继的混合方案，分析计算了在解码转发协议（DF）下的中断概率的理论表达式；对比了考虑直传链路和不考虑直传链路时的通信性能，指出考虑直传链路时系统性能更优；并通过计算机对理论分析结果进行仿真。结果表明：相对于单一的全双工（或者半双工）选择方案，本文提出的混合双工系统具有更低的中断概率、更好的系统性能，并且随着潜在中继数目的增加，系统中断概率越低。
【作者】徐盼；
【导师】芮贤义；
【作者基本信息】苏州大学，电子与通信工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】全双工中继；半双工中继；自干扰；信道容量；中断概率；

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