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作为4G移动通信的关键技术之一的正交频分复用(OFDM)技术,有着诸多技术特点,特别是OFDM能够有效地将频率选择性多径衰落信道在频域内转变为单径平坦衰落信道,并插入循环间隔(CP),从而可以有效的对抗多径衰落和抑制符号间干扰(ICI)。将协作通信分集技术与之结合的突出优势,更为明显。两者的结合不仅能够对抗多径干扰,而且增加了系统的信息传输速率,为系统提供空间复用增益,从而大大增加信道容量,改善系统性能,提高通信质量。近年来两者的结合技术研究得到了通信业界的广泛关注,成为了下一代无线通信研究领域中研究热点,具有广泛的研究与应用前景。本文主要研究了在OFDM协作通信系统中基于中继选择子载波算法的子载波配对性能和多中继自适应选择算法。
本文首先阐述了OFDM基本原理和其技术,然后简述了两跳单用户多中继协作通信原理。并在此两跳多中继通信系统基础上,描述了OFDM协作通信系统的基本模型和研究了OFDM协作通信中继理论。以及对中断概率理论做了简要分析,它将是本文研究的重点依据。
其次,本文在研究了两跳OFDM多中继协作通信系统基础上,提出了中继选择子载波算法,并对该算法建立了两跳多中继选择适当的子载波转发的通信系统基本模型。然后介绍OFDM协作通信系统两跳子载波配对技术,在该技术和中继选择子载波算法基础上,对子载波映射配对的性能进行了详细分析。接着研究了子载波链路上最优中继选择算法,利用它来确定子载波传输的路径,并对将它和中继选择子载波算法相结合的性能进行了分析。通过仿真表明,在门限值一定时,使用中继选择子载波算法的比未使用该算法的互信息量有所提高。
最后,在前两章所述理论的研究基础上,结合中继选择子载波算法和最优中继选择算法,主要分析了OFDM协作通信系统中AF-OFDM,DF-OFDM多中继选择的性能。并在AF-OFDM,DF-OFDM模型基础上,提出了多中继自适应选择算法。通过仿真结果表明,该自适应选择算法使互信息量最大化和中断事件降低。最终通信系统不仅提高了通信的可靠性,提高了整个通信分集性能。