解碼轉發(fā)協(xié)同通信系統(tǒng)中的中繼選擇策略研究及其性能分析.pdf

1、協(xié)同通信領域已有的研究表明，就單次協(xié)同傳輸過程而言，參與協(xié)同的中繼節(jié)點并不是越多越好，如何精準的從眾多候選中繼節(jié)點中選擇最佳的一個或多個中繼參與傳輸決定了協(xié)同通信系統(tǒng)的可靠性和能量效率，因而中繼選擇技術成為協(xié)同通信走向實用化的關鍵技術之一，同時解碼轉發(fā)(Decode-and-Forward, DF)具有實現(xiàn)簡單應用靈活的優(yōu)點，因此本文基于解碼轉發(fā)的協(xié)同中繼傳輸系統(tǒng)對不同情況下的中繼選擇性能進行了分析并且研究了實用的中繼選擇方案，主要研究

2、內(nèi)容和成果如下：
　　1．針對中繼節(jié)點采用固定解碼轉發(fā)(Fixed Decode-and-Forward, FDF)方式的正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)協(xié)同中繼傳輸系統(tǒng)，當直傳鏈路存在時，提出了一種由目的節(jié)點根據(jù)等效信道容量進行中繼選擇的機會中繼合并策略。首先，研究了將機會中繼信號與直傳鏈路信號在目的節(jié)點進行最大比合并的中繼選擇方案。然后，推導了該方

3、案的系統(tǒng)中斷概率。最后，研究結果表明該方案可以使系統(tǒng)性能得到進一步提高，其性能優(yōu)于不考慮直傳鏈路時的機會中繼系統(tǒng)。
　　2.針對中繼節(jié)點采用選擇解碼轉發(fā)(Selective Decode-and-Forward, SDF)方式的單載波協(xié)同機會中繼傳輸系統(tǒng)，研究了直傳鏈路存在情況下目的節(jié)點將機會中繼信號與直傳鏈路信號進行最大比合并時的系統(tǒng)性能。首先，分析了三種選擇解碼轉發(fā)中繼選擇實現(xiàn)方案。然后，推導了三種方案的系統(tǒng)中斷概率并且利用夾

4、逼準則得到了系統(tǒng)的分集增益。最后，理論推導和仿真結果表明中繼節(jié)點采用選擇解碼轉發(fā)方式的系統(tǒng)性能明顯優(yōu)于固定解碼轉發(fā)方式，同時對于存在直傳鏈路的中繼系統(tǒng)而言，采用將機會中繼轉發(fā)信號和直傳鏈路信號進行最大比合并的方式可以進一步提高系統(tǒng)的性能；
　　3.針對FDF-OFDM協(xié)同傳輸系統(tǒng)，研究了非理想信道信息獲取情況下進行中繼選擇時系統(tǒng)的性能。首先，建立了信道誤差模型，分析得到了非理想信道信息情況下系統(tǒng)的信噪比。然后，采用數(shù)學歸納法得到了

5、非理想信道信息獲取情況下的比特加載(Bit Loading, BL)和等比特分配(Equal Bit Allocation, EBA)兩種OFDM協(xié)同中繼傳輸策略的中斷概率。最后，仿真結果驗證了理論分析，研究表明信道信息獲取的準確性和可靠性嚴重影響了中繼選擇系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。
　　4.針對一個典型的1-N-1分布式SDF協(xié)同中繼網(wǎng)絡，提出了一種基于信道信息輔助的中繼選擇方案。首先，詳細分析了影響準確獲取信道信息的因素，表明了合理利用