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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳浩峯
研究生(外文):Chen, Haofeng
論文名稱:有限狀態馬可夫鏈模型之合作式放大後轉傳性能分析
論文名稱(外文):Performance of AF Cooperative Communications with FSMC Modeling
指導教授:李彥文李彥文引用關係
指導教授(外文):Lee, Yinman
口試委員:李彥文曾凡碩郭耀文
口試日期:2012-07-12
學位類別:碩士
校院名稱:國立暨南國際大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:61
中文關鍵詞:有限狀態馬可夫鏈模型雙重中上衰落通道對數-常態衰落通道合作式 通訊系統
外文關鍵詞:Finite-state Markov chain modelDouble Nakagami-m fading channelLog-normal fading channelCooperative communication system
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本論文研究之目的是應用有限狀態馬可夫鏈模型(Finite-State Markov Chain, FSMC),分析在合作式通訊系統(Cooperation Communication System)的效能。首先,我們討論在雙重中上衰落通道(Double Nakagami-m Fading Channel)中,雙重中上衰落通道適用傳送端和接收端皆在移動的情況,在接收端使用最大比例合成 (Maximal Ratio Combining, MRC)的方式,推導出快速分析之參數,然後,再將有限狀態馬可夫鏈模型套用到合作式通訊系統,模擬分析放大後轉傳(amplify-and-forward, AF)的合作式通訊系統的位元錯誤率(Bit Error Rate, BER)。利用有限狀態馬可夫鏈模型的概念,找出接收端雜訊比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)的範圍,採用適應性分割法(Adaptive Partition Method)切出數個不等的狀態,並加入了對數-常態衰落通道的環境,快速分析合作式通訊系統,在衰落通道為雙重中上衰落及對數-常態衰落情況下的位元錯誤率及效能。
The aim of this research is to investigate the use of the finite state Markov chain (FSMC) model for analyzing the performance of cooperative communications. First, we discuss the case that the receiver uses Maximal Ratio Combining technique in the Double Nakagami-m fading channel. This double Nakagami-m fading formulation is suitable for describing the mobile-to-mobile (M2M) communication scenario. We derive the necessary parameters used in the FSMC modeling process. Then, we employ the resultant FSMC model to analyze the performance of a cooperative communication system. The bit error rate (BER) with the amplify-and-forward (AF) protocol is simulated through the derived model. With the FSMC model, we obtain the range of the signal-to-noise ratio (SNR) and the number of states with different probabilities through the use of Adaptive Partition. We also show that the FSMC model can successfully and efficiently describe the double Nakagami-m fading channel along with Log-normal fading, and can provide a fast simulation of the resultant BER performance in cooperation.
目錄
誌謝 I
中文摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
第二章 有限狀態馬可夫鏈模型 3
2.1馬可夫過程之性質 5
2.2建立一階有限狀態馬可夫鏈模型 6
2.3中上和雙重中上衰落通道的定義和統計特性 14
2.3.1第一種方法:改良等機率分割法 17
2.3.2第二種方法:適應性分割法(Adaptive Partition) 17
2.4 FSMC在雙重中上衰落通道使用MRC之效能分析 19
第三章 合作式通訊系統之效能分析 22
3.1合作式通訊系統模型 22
3.2 FSMC在中上衰落通道中合作式通訊系統使用MRC之效能分析 28
3.3 FSMC在雙重中上衰落通道中合作式通訊系統使用MRC之效能分析 35
第四章 遮蔽效應於合作式通訊系統的效能分析 41
4.1遮蔽效應下合作式通訊系統模型 41
4.2 FSMC在中上衰落通道中遮蔽效應下合作式通訊系統使用MRC之效能分析 48
4.3 FSMC在雙重中上衰落通道中合作式通訊系統使用MRC之效能分析 53
第五章 結論與未來方向 59
參考文獻 60

圖目錄
圖(2.1)Gilbert-Elliott 通道模型 3
圖(2.2)K個狀態馬可夫通道模型 4
圖(2.3)模擬通道在 分別為0.001、0.01、0.4之變化情形 9
圖(2.4)狀態數K=8在雷利分佈下各狀態的邊界值 12
圖(2.5)雙重中上衰落通道訊雜比的PDF 16
圖(2.6)FSMC快速模擬QPSK在雙重中上衰落通道的平均位元錯誤率 19
圖(2.7)FSMC快速模擬最大比例合成QPSK訊號在雙重中上衰落通道的平均位元錯誤率 21
圖(3.1)上行三點合作式通訊架構圖 22
圖(3.2)L個轉傳端合作式通訊架構圖 26
圖(3.3)估測目的端使用MRC的中上衰落通道訊雜比的機率密度函數 29
圖(3.4)模擬目的端使用MRC之1個relay在中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 30
圖(3.5)模擬等機率分割方法目的端使用MRC之1個relay在中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 30
圖(3.6)模擬改良等機率分割方法目的端使用MRC之1個relay在中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 31
圖(3.7)適應性分割方法目的端使用MRC在中上衰落通道下SNR PDF狀態切割情形 32
圖(3.8)模擬適應性分割方法目的端使用MRC之1個relay在中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 33
圖(3.9)模擬適應性分割方法目的端使用MRC之2個relay在中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 34
圖(3.10)M2M三點合作式通訊架構圖 35
圖(3.11)模擬等機率分割方法目的端使用MRC之1個relay在雙重中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 36
圖(3.12)模擬改良等機率分割方法目的端使用MRC之1個relay在雙重中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 37
圖(3.13)模擬適應性分割方法目的端使用MRC之1個relay在雙重中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 38
圖(3.14)模擬適應性分割方法目的端使用MRC之2個relay在雙重中上衰落通道下QPSK平均位元錯誤率 38
圖(4.1)遮蔽效應下合作式通訊架構圖 41
圖(4.2)遮蔽效應下L個轉傳端合作式通訊架構圖 45
圖(4.3)模擬目的端使用MRC之1個relay在中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 48
圖(4.4)模擬等機率分割方法目的端使用MRC之1個relay在中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 49
圖(4.5)模擬改良等機率分割方法目的端使用MRC之1個relay在中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 50
圖(4.6)適應性分割方法目的端使用MRC在中上衰落及對數-常態通道下SNR PDF狀態切割情形 51
圖(4.7)模擬適應性分割方法目的端使用MRC之1個relay在中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 51
圖(4.8)模擬適應性分割方法目的端使用MRC之2個relay在中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 52
圖(4.9)遮蔽效應下M2M三點合作式通訊架構圖 53
圖(4.10)模擬等機率分割方法目的端使用MRC之1個relay在雙重中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 54
圖(4.11)模擬改良等機率分割方法目的端使用MRC之1個relay在雙重中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 55
圖(4.12)模擬適應性分割方法目的端使用MRC之1個relay在雙重中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 56
圖(4.13)模擬適應性分割方法目的端使用MRC之2個relay在雙重中上衰落及對數-常態通道下QPSK平均位元錯誤率 56

表目錄
表(2. 1) 轉移機率在不同正規化都卜勒頻率下理論值與模擬的比較 13
表(3. 1) 比較SNR=15 dB下模擬所花費的時間 40
表(3. 2) 比較SNR=15 dB不同分割下於不同通道時所需切割狀態數 40
表(4. 1) 遮蔽效應下比較SNR=15 dB下模擬所花費的時間 58
表(4. 2) 遮蔽效應下比較SNR=15 dB不同分割下於不同通道時所需切割狀態數 58


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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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