无线中继网络中码的设计准则和设计方法以及中继选择

摘要

本文研究了无线中继网络中码本的设计准则和设计方法以及中继选择的问题。目前大部分的研究工作都假设接收端已知全部的信道状态信息(CSI)，包括发送端到中继端的CSI和中继端到接收端的CSI。但是从实际出发，接收端要想知道发送端到中继端的CSI是很困难的，所以我们这里假设接收端仅知道中继端到接收端的CSI。另一方面在现实中，中继构造简单，能量非常有限，所以只能进行一些简单的操作，因此我们这里还假设中继端不知道任何CSI。另外，发送端也不知道任何CSI。
　　在以上的假设前提下，本文的主要工作可分为以下三大部分。
　　(1)考虑一个发送节点，一个接收节点，R个中继节点的无线中继网络，并且每个节点只配有一根天线。系统采用AF协议：第一步，发送端发送信号给中继；第二步，中继对信号简单地进行放大转发,没有在中继端作信号处理。对于这一系统：首先，我们研究了系统的极大似然解码(ML解码)。其次，推导了在ML解码下的成对错误概率上界。第三，使得这个上界最小化，我们得到了码本的设计准则。最后，我们根据码本的设计准则，介绍了两种编码的方法。
　　(2)考虑一个发送节点，一个接收节点，R个中继节点的无线中继网络，每个节点都配有一根天线。系统采用AF协议：第一步，发送端先发送信号给中继；第二步，被选中的中继将信号放大转发，没有在中继端作信号处理。对于这一系统：首先，我们提出了一种新的最优中继选择方案。其次，推导了中继选择时的成对错误概率上界。
　　(3)考虑一个发送节点，一个接收节点，R个中继节点的无线中继网络，发送节点配有M根天线，接收节点配有N根天线，每个中继节点配有一根天线。系统同样采用AF协议：第一步，发送端先发送信号给中继；第二步，中继将信号放大并作信号处理，然后中继把经过处理的信号发送给接收端。我们研究了该系统的最大似然解码。其次，推导了在ML解码下的成对错误概率上界。第三，使得这个上界最小化，我们得到了码本的设计准则。最后，我们根据码本的设计准则，介绍了一种新的编码的方法。

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第1章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2无线中继网络中三种技术的研究现状

1.3本文主要工作和章节安排

第2章 单天线中继系统中的ML解码和码本的设计准则

2.1 系统模型

2.2 极大似然解码

2.3 成对错误概率上界

2.4 码本的设计

2.5性能仿真与分析

第3章 中继选择

3.1 系统模型

3.2 中继选择方案

3.3 性能仿真与分析

3.4 小结

第4章 多天线中继系统中的ML解码和码本设计准则

4.1 系统模型

4.2 ML解码

4.3 成对错误概率上界

4.4 设计发送端的信号矩阵和中继矩阵

4.5 性能仿真与分析

4.6 小结

第5章 总结与展望

致谢

参考文献

附录