协作通信中的HARQ研究

sophie0love — Tue, 09 Nov 2021 16:47:41 GMT

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随着第四代无线通信系统的发展，对通信性能的要求越来越高，同3G等已有的数字移动通信系统相比，4G系统应该具有更高的数据率，更好的服务质量，更高的频谱利用率、安全性、智能性以及更好的传输质量和灵活性。4G系统应能够支持非对称性业务，并能支持多种业务，而且能够体现出移动与无线接入网和IP网络不断融合的发展趋势，为此研究和开发出了新的关键技术，包括MIMO，OFDM，智能天线和协作通信技术等。其中，协作通信技术是一个新的研究热点，它大大促进了MIMO技术的实用化，有可能带来无线通信领域的巨大变革，协作通信技术作为一个新的通信概念，正在被越来越多的研究人员进行深入的研究和完善。 HARQ技术将两种差错控制方案-前向纠错和自动请求重传相结合，充分利用两者的优点，是一种高效的差错控制方案，并已经在第三代移动通信系统中得到广泛应用，充分证明了它的高效性和可靠性。因此，有必要对协作通信中的HARQ通信方案进行研究，以便为第四代无线通信系统的发展提供更好的技术方案。本文旨在研究协作通信系统中如何进行HARQ通信的方案及其性能，所做的研究如下：本文第三章在多中继辅助通信网络模型的基础上，提出了单个用户通过多个中继相互协作与基站通信的HARQ系统模型。在此系统中，用户通过多中继进行数据的转发，并在基站对各个中继转发的数据进行最大比合并(MaximumRatioCombining)，若解码错误，则发送NAK给各个中继，要求中继对数据进行重发。本章对该系统的性能进行了理论的分析，并对不同中继数目下的系统进行仿真和性能分析，通过仿真发现，本系统增加协作中继数目的前提下，能够实现HARQ方案的较大增益，并显著提高了整个系统的总体性能，如提高吞吐量，降低PER等。本文第四章在多用户相互协作与基站进行通信的系统模型的基础上，提出了基于多用户协作通信系统的HARQ方案。通过分时传输的机制，每个用户在发送自身数据的同时，也作为协作伙伴的中继保存了对方上一帧发送的数据，并在下一个传输时隙把对方的数据与自身的数据一起发送。基站接受到数据后，对各个用户发送的数据进行最大比合并，若解码错误，则发送NAK给信道条件好的一方，由它对出错的数据进行重发，并将重发的数据与先前发送的数据合并后再进行判决。本章对该系统的性能进行了理论的分析，比较两个用户分别独立与基站通信和相互协作与基站通信的HARQ方案，并通过理论分析和仿真，比较不同信噪比下的吞吐量和误包率以及平均时延，证实了本系统在以提高系统传输时延的前提下，具有更高的吞吐量和更低的PER。

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