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MIMO是802.11n中的核心技术,它使得802.11n的性能比802.11b/a/g有了很大的提高。由于MIMO在功率和带宽受限的无线信道中有独特的优势,越来越受到现代无线通信系统的重视,特别是LTE-A。“但是,移动终端受到体积、功耗等因素的制约,在其上安装多个天线是非常困难的事情,这样,MIMO技术的实用遇到极大的障碍;然而,协作中继技术跨越了这个障碍,它基于中继传输原理,不但能像中继技术一样,扩大覆盖范围、消除盲区等,它还能让移动终端之间共享彼此资源,通过相互协作的方式来达到虚拟MIMO的效果”[1]。用户对未来通信系统的可靠性和通信业务的多样性需求日益增长,而无线通信系统宝贵的频带资源则日趋匮乏,如何在有限的带宽上实现可靠高速传输是大家最关心的问题,链路自适应技术将有效性和可靠性指标良好的结合,在保证通信质量的前提下,还能实现较好的频谱效率,如ARQ,HARQ,AMC等。鉴于此,如何将协作中继与自适应技术更好的结合是本文研究的重点。
本文的工作和贡献在于:
1.协作ARQ传输策略各有优劣,为了能充分利用各个协议的优势,最优化系统丢包率,本文提出ARP-ARQ协议。首先分析了协作中继系统中ARQ的几种传输策略;然后根据以上传输策略在系统丢包率曲线图中的表现,设置信噪比阀值,让系统在不同的链路环境中选择最优协议;最后给出各个协议的丢包率分析和仿真结果。
2.目前协作HARQ技术研究重点在于对系统错误的补偿和避让,本文从改善物理层传输的角度,研究了在协作HARQ系统中引入链路自适应技术(AMC)。首先通过状态转移图分析协作通信系统的丢包状态;然后讨论HARQ和AMC跨层联合方案,将AMC引入协作HARQ系统;对引入跨层方案的协作系统进行性能仿真,得到系统丢包率曲线以及频谱效率曲线,并做必要分析。
3.为了适应多变的信道环境,将HARQ与AMC联合讨论,而在信噪比稳定时,调制方式固定将成为系统性能提升的瓶颈。本文首先提出协议改进方案:当信噪比稳定在某一个区域时发生重传,容许使用低阶的调制方式;继而推导出改进协议与原协议丢包率,最后给出性能仿真和分析。