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新一代移动通信技术不仅要求支持语音、图像和数据等多种业务,而且要求优化支持多媒体和高比特率分组数据业务,而移动通信的信道状况十分恶劣,大尺度衰落、阴影效应和呼吸效应的存在都给数据的可靠传输设置了障碍,在新一代移动通信系统中我们需要有一种更加安全可靠有效的传输方式,来保证数据传输安全性的同时提高数据传输速率。LTE-Advanced系统引入了一种新型技术-协同中继技术,它具有提供空间分集克服多径衰落、延伸覆盖、增加系统容量等特点。为了满足数据通信中误码率小于10-6的要求,新一代移动通信系统中采用HARQ作为链路的差错控制技术以保证服务质量QoS的要求。
首先介绍了中继协同系统的发展、系统模型以及不同的中继协议,并分析了LTE-A中的中继技术和目前存在于中继系统中的问题。而后,详细描述了三类差错控制技术,即前向纠错编码FEC、自动请求重传技术ARQ和混合自动重传技术HARQ,分析了3G LTE系统的HARQ传输方案。
本文第四章基于中断概率,分析了直传链路和选择单个中继以及多个中继时的系统的中断概率,在此基础上,提出一种新型的UE控制多中继协同HARQ策略,该策略利用UE门限控制决定选择多中继协同传输策略或者是多中继协同HARQ策略。理论推导和仿真结果表明UE平均SNR越小,传输中断的概率就越大,重传概率就越大,从而HARQ重传带来的性能增益也越大。随着信噪比的增加,信道条件变好,UE端不会发生中断,则直接采用多中继协同传输策略,大大降低了传输延时。因此,提出的改进策略能在传输有效性和可靠性方面得到折中。
本文第五章在基于接收信噪比的多中继选择基础上,提出一类改进的延时受限的多中继协同重传策略,即最优单中继协同HARQ重传策略和最优多中继协同HARQ重传策略,并给出具体传输方案以及信号和信道模型。该策略基于接收信噪比最大化选择最优中继协同传输,对最优单中继,双中继以及三中继的多中继协同重传策略在重传次数受限情况下的性能进行详细分析。理论推导平均丢包率、延时和吞吐量与不同链路信噪比间的关系,仿真结果表明考虑相同传输次数下,随着协同重传中继个数的增加,HARQ传输方案的各项性能指标将显著提高。