具有信道状态信息的中继信道容量研究-信号与信息处理专业毕业论文.docx

Shannon策略得到了信道容量的下界。 Shannon策略得到了信道容量的下界。 对于受到加性干扰的高斯正交中继信道，本文将离散无记忆正交中继信道所得到的容量 结果扩展到了高斯信道，信道状态表示了节点所受到的加性干扰。分别针对源节点和中继节 点非因果已知信道状态信息和因果己知信道状态信息两种情况研究了信道的容量。当源节点 和中继节点非因果已知信道状态信息时，采用协作的脏纸编码和PDF中继策略，得到了信道 容量的表达式，并且所得到的信道容量与不受额外干扰的正交中继信道的容量相同，信道所 受到的加性干扰被完全消除。当源节点和中继节点因果已知信道状态信息时，基于广义的脏 纸编码和PDF中继策略仅得到了信道容量的下界。然而，当中继节点的平均发送功率足够大 且满足一定的条件时，本文得到了信道容量的确切表示。当源节点和中继节点因果己知信道 状态信息时，本文还通过信道可达码率的数值仿真说明了中继节点在消除干扰和信息协作传 输中所起到的作用。 本文最后研究了具有信道状态信息的双向中继信道的容量。双向中继信道受到两个独立 的加性干扰，信道状态表示了节点所受到的加性干扰，信道中的部分节点分别己知了部分的 信道状态信息。根据各节点己知信道状态信息的不同，本文考虑了三种情况：(1)两个用户 节点分别己知其中一个干扰的信息；(2)其中一个用户节点和中继节点分别己知其中的一个 干扰的信息；(3)中继节点已知了全部的干扰信息。在以上三种情况下，己知信道状态信息 的节点可利用己知的信道状态信息消除部分的干扰，从而实现对干扰的“预消除”。采用嵌套 的晶格码和计算转发中继策略，分别得到了这三种情况下信道容量区域的内界：(1)当两个 用户节点分别己知其中一个干扰时，容量区域内界与割集外界的间隙小于1比特；(2)当用 户节点1和中继节点分别己知其中一个干扰时，用户节点1消息的码率尺1与容量上晃的间隙 小于1比特，而用户节点2消息的码率飓与容量上界的间隙小于1／2比特；(3)当中继节点 已知全部的干扰时，容量区域内界与割集外界的间隙小于l／2比特。 关键词：中继信道，双向中继信道，线性中继，GP码，Shannon策略，脏纸编码，嵌套 的晶格码 II 万方数据 AbstractIn Abstract In many communication scenarios，the channel is time—varying or is state．dependent．The communicating nodes may acquire some state information to improve the channel capacity． State-dependent channels with state information can be used to model many communication systems，e．g．in the communication systems with cognitive radio，the channel state Can be viewed as the signals of the primary communication and the informed nodes wi也channel state information can be viewed as the cognitive secondary users．In order to improve the achievable rates of the secondary communication system and the frequency spectrum efficiency,it is important for the cognitive secondary users to adapt their coding schemes to mitigate the interferences caused by the primary communication．Moreove5 the broadcast nature of the wireless channels facilitates the cooperation among the communicating nodes．The design of cooperation strategies with high-performance and low complexity is one of the most important research points．In this thesis， the capacity of the state-depend