畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告

1、.山東輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱基于移動(dòng)中繼的協(xié)同通信系統(tǒng)建模仿真課題類型理論研究（yz）導(dǎo)師姓名林霏學(xué)生姓名韓應(yīng)棟學(xué) 號(hào)200702041071專業(yè)班級(jí)通信工程07-2 1、 選題目的和意義： 協(xié)同通信技術(shù)的基本思想是在多用戶通信環(huán)境中，使用單個(gè)天線的各臨近移動(dòng)用戶可按照一定方式共享彼此的天線協(xié)同發(fā)送，從而產(chǎn)生一種類似多天線發(fā)送的虛擬環(huán)境，獲得空間分集增益，提高系統(tǒng)傳輸性能。這種技術(shù)的傳輸方式不僅僅是傳統(tǒng)意義下的基站和移動(dòng)用戶間的直接通信，它融合了分集方案與中繼傳輸?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢，在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了多天線與多跳傳輸?shù)男阅茉鲆?。同時(shí)，假定協(xié)同通信系統(tǒng)中的中繼具有移動(dòng)性，例如蜂窩

2、網(wǎng)中的移動(dòng)用戶，ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)，從而使得該系統(tǒng)更加符合實(shí)際通信情況，具有重要研究意義。協(xié)同通信技術(shù)綜合了分集技術(shù)與中繼傳輸?shù)膬?yōu)勢，具有良好的應(yīng)用前景，移動(dòng)中繼的提出則使得該系統(tǒng)更加符合實(shí)際通信情況，具有重要的研究意義。在掌握基本理論的前提下，學(xué)習(xí)使用matlab編寫仿真程序，對(duì)今后從事實(shí)際工作和理論研究，具有很大的幫助作用。二、國內(nèi)外研究狀況此部分內(nèi)容太多，適當(dāng)刪減。：協(xié)同通信的基本思想是：在多用戶通信環(huán)境中，使用單天線的各臨近用戶按一定方式共享彼此的天線協(xié)同發(fā)送信息，形成一個(gè)虛擬的多輸入多輸出（multiple-input multiple-output, mimo）系統(tǒng)

3、。這樣可以利用mimo信道提供的空間復(fù)用增益和空間分集增益來提高協(xié)同通信系統(tǒng)性能。對(duì)于協(xié)同通信的研究可追溯到1979年cover和gamal對(duì)中繼信道的研究。他們研究了加性高斯白噪聲（additive white gaussian noise，awgn）信道中具有三個(gè)節(jié)點(diǎn)（源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)）的無線通信系統(tǒng)的容量。此后對(duì)協(xié)同通信研究的思想基本源于此。直到1998年，sendonaris等人提出了協(xié)同分集的概念，此后各國相關(guān)研究方興未艾。 在cover和 gamal的工作基礎(chǔ)上，laneman等人提出了多種協(xié)同協(xié)議并對(duì)這些協(xié)議在各態(tài)歷經(jīng)信道和準(zhǔn)靜態(tài)信道中的性能進(jìn)行了分析。這些協(xié)同協(xié)議包括

4、：放大轉(zhuǎn)發(fā)（amplify-and-forward，af），解碼轉(zhuǎn)發(fā)（decode-and-forward，df）以及這兩種協(xié)同方式之間的自適應(yīng)切換。與laneman的工作同時(shí)，hunter將協(xié)同傳輸與信道編碼相結(jié)合提出了編碼協(xié)同（coded-cooperation，cc）的方法。其主要思想是在協(xié)調(diào)中各用戶不是簡單的重復(fù)其收到的協(xié)同伙伴的數(shù)據(jù)或信號(hào)，而是試圖為其伙伴傳輸增加冗余，提高編碼效率。 對(duì)于中繼傳輸技術(shù)，根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性可分為固定無線中繼和移動(dòng)中繼。固定無線中繼指源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定不變，即每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)特定源節(jié)點(diǎn)（基站）的信號(hào)。固定無線中繼有三

5、種主要應(yīng)用方式：（1）在小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)，尤其是在小區(qū)邊緣增加中繼節(jié)點(diǎn)，可以提高小區(qū)邊緣的服務(wù)質(zhì)量；（2）在原小區(qū)的覆蓋范圍以外適當(dāng)?shù)脑O(shè)置中繼節(jié)點(diǎn)，將來自基站的信號(hào)放大，從而擴(kuò)大小區(qū)的覆蓋范圍，中繼節(jié)點(diǎn)比基站更低的架設(shè)成本使此方案更具可行性；（3）使用中繼技術(shù)改善室內(nèi)覆蓋。通常，建筑物的墻壁等對(duì)無線信號(hào)有很強(qiáng)的屏蔽作用，在建筑物的轉(zhuǎn)角外適當(dāng)?shù)卦O(shè)置中繼節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，將大大改善室內(nèi)覆蓋情況，這種方式也可以應(yīng)用于其他難以用基站信號(hào)進(jìn)行覆蓋的死角，如地鐵和隧道等。 移動(dòng)中繼相對(duì)于固定無線中繼來說適合一些更加特殊的應(yīng)用場景，也更具有實(shí)際意義。比如對(duì)高速移動(dòng)的列車進(jìn)行覆蓋，用戶始終通過列車上中繼節(jié)點(diǎn)接

6、入網(wǎng)絡(luò)，而中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到鐵路沿線的基站上。這樣，當(dāng)列車在行駛過程中，用戶無需切換，切換只在中繼和基站之間進(jìn)行。移動(dòng)中繼的另外一個(gè)應(yīng)用是對(duì)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，在用戶比較密集、傳輸環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域，利用數(shù)量眾多的用戶終端作為中繼實(shí)現(xiàn)空間分集、多用戶分集的增益?，F(xiàn)在，國內(nèi)外對(duì)協(xié)同通信技術(shù)的研究仍在繼續(xù)。國際上，相關(guān)研究課題已經(jīng)或正在展開。例如無線世界研究論壇（wwrf）已經(jīng)成立了關(guān)于中繼的分組委員會(huì)專門開展研究，并發(fā)表了相關(guān)研究白皮書。許多知名國際期刊、會(huì)議也單獨(dú)列出子方向?qū)f(xié)同通信技術(shù)進(jìn)行報(bào)道，如ieee主辦的communication magazine等雜志，icc、wcnc、global

7、com等會(huì)議。2006年，springer也出版了有眾多學(xué)者合作的協(xié)同通信技術(shù)專著。同時(shí)，世界上已經(jīng)有多所大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室開展了這方面的研究，如瑞士皇家科學(xué)院通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)室無線通信課題組的研究項(xiàng)目“cooperative mimo wireless network”、歐洲通信委員會(huì)組織的項(xiàng)目“ist-romantik”等。近年來，協(xié)同通信技術(shù)在中國也引起廣泛關(guān)注，國家自然科學(xué)基金委、教育部等均設(shè)立多個(gè)資助項(xiàng)目，眾多高校也已展開研究，如北京郵電大學(xué)、浙江大學(xué)、西安電子科技大學(xué)等。3、 研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容：了解中繼傳輸與協(xié)同通信的基本概念，構(gòu)建合理的中繼運(yùn)動(dòng)模型。利用matlab軟件完成直線、橢圓拓?fù)渑c

8、矩形拓?fù)淠Ｐ偷姆抡妫缓笸瓿苫谠撘苿?dòng)中繼模型下的協(xié)同通信系統(tǒng)建模仿真，并得到系統(tǒng)誤碼率性能的仿真結(jié)果。4、 研究(設(shè)計(jì))方法及技術(shù)路線： 學(xué)習(xí)協(xié)同通信技術(shù)和中繼傳輸?shù)幕A(chǔ)理論，理解放大轉(zhuǎn)發(fā)（af）、解碼轉(zhuǎn)發(fā)（df）等多種協(xié)同中繼模型。學(xué)習(xí)matlab基本操作、m語言編程和蒙特卡羅（monte carlo）仿真方法。通過構(gòu)建不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的移動(dòng)中繼系統(tǒng)模型，利用蒙特卡羅仿真方法編寫協(xié)同通信系統(tǒng)誤碼率的matlab仿真程序，并得出仿真結(jié)果。第一階段：查閱資料，學(xué)習(xí)使用matlab軟件。通過查閱中、英文書籍，論文等相關(guān)文獻(xiàn)，翻譯英文文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論，構(gòu)建基本模型并進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。學(xué)習(xí)matlab的基

9、本使用方法，掌握仿真程序的編寫。第二階段：進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成仿真程序的編寫。根據(jù)基礎(chǔ)理論和數(shù)學(xué)分析搭建系統(tǒng)仿真模型，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)仿真算法，編寫仿真程序。第三階段：調(diào)試matlab程序，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。在初步編寫的仿真程序基礎(chǔ)上，不斷進(jìn)行仿真、調(diào)試，并記錄下在不同條件下，不同仿真模型下的仿真結(jié)果。分析研究仿真結(jié)果，并與理論結(jié)果進(jìn)行比較，得出結(jié)論。五、時(shí)間安排：2010/2011第一學(xué)期 第十九周 下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，開始進(jìn)行資料查詢工作；2010/2011第二學(xué)期 第七周 查閱資料，外文翻譯，文獻(xiàn)綜述。第八周 學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論，完成開題報(bào)告； 第九周 開始整體方案的設(shè)計(jì)；第十周 對(duì)方案的可

10、行性進(jìn)行論證；第十一周 進(jìn)行中期檢查；第十二周 著手進(jìn)行設(shè)計(jì)工作；第十三周 繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作；第十四周 完成整個(gè)設(shè)計(jì)；第十五周 完善設(shè)計(jì)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；第十六周 結(jié)題驗(yàn)收，評(píng)閱，答辯，評(píng)定成績；第十七周 完成資料歸檔工作。 6、 預(yù)期成果： 編寫移動(dòng)中繼滿足直線、橢圓拓?fù)浜途匦瓮負(fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)的matlab仿真程序，調(diào)試、仿真整個(gè)系統(tǒng)，詳細(xì)記錄仿真過程和仿真結(jié)果。并且通過與理論結(jié)果的比較得出有關(guān)結(jié)論。最后完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫，并提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。7、 主要參考資料：1.彭木根.協(xié)同無線通信原理與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.12.yu meng, li jing, h. sadjadpour. “amplify-forward and decode-forward: the impact of location and capacity contour,” in proc. of the ieee milcom, 2005, pp:1609 16153.郭文彬,桑林.通信原理基于matlab的計(jì)算機(jī)仿真.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006.64.張德豐等.matlab通信工程仿真.北京：機(jī)械工業(yè)出版