協(xié)作通信網(wǎng)協(xié)作中繼節(jié)點選擇技術(shù)研究.pdf

1、隨著因特網(wǎng)和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，未來無線通信網(wǎng)絡(luò)將會承載更多的高速率、實時通信業(yè)務(wù)，提高頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率成為未來無線通信亟待解決的問題。而協(xié)作中繼技術(shù)借鑒虛擬MIMO的思想，具備無需改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、少量修改上層通信協(xié)議即可付諸實踐的優(yōu)勢，解決了在顯著提升系統(tǒng)容量的同時克服終端小型化、低功率、低成本的問題，成為解決未來無線通信發(fā)展瓶頸的技術(shù)。在協(xié)作中繼技術(shù)中，最為關(guān)鍵的是協(xié)作中繼節(jié)點的選擇技術(shù)，現(xiàn)有研究表明只有根據(jù)系統(tǒng)需求合理地

2、選擇中繼節(jié)點參與協(xié)作才能最大限度提升通信性能。因此，研究協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中的中繼節(jié)點選擇技術(shù)具有重大的實際意義。本論文以國家自然科學(xué)基金“基于效用的自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)同通信研究(60802009)”和國家863項目“區(qū)域網(wǎng)虛擬多天線傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究(2008AA01Z204)”為研究背景，研究新型的協(xié)作中繼選擇算法，分析了協(xié)作通信性能與協(xié)作中繼節(jié)點數(shù)目的關(guān)系。
　　 本文以無線協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)作為研究場景。首先，針對以前研究中繼節(jié)點選擇算法都

3、是過多關(guān)注于某一個特定的性能指標(biāo)的現(xiàn)象，本文提出了通過線性加權(quán)的方法，將中斷概率、誤碼率、節(jié)點選擇公平性有效結(jié)合起來考慮，提出了一種聯(lián)合中繼節(jié)點選擇算法，該算法從整體考慮協(xié)作中繼節(jié)點的選擇問題，使得協(xié)作通信的各個性能指標(biāo)得到了很好的折中處理。然后，針對協(xié)作通信性能與參與協(xié)作的中繼節(jié)點數(shù)目的關(guān)系這一問題，本文以中斷容量為評價標(biāo)準(zhǔn)，分析了單中繼協(xié)作和多中繼協(xié)作兩種情況下的性能差異，給出了表明兩者性能優(yōu)劣拐點的一個信噪比門限值，該門限值可以確

4、定既定條件下是采用何種中繼協(xié)作方式。此外，還進一步推導(dǎo)出在既定的通信場景下，為保證協(xié)作通信性能不下降，可以利用的參與協(xié)作通信的中繼節(jié)點數(shù)目的最大值，這一分析可以避免過多不必要的中繼節(jié)點參與協(xié)作通信，從而保證網(wǎng)絡(luò)能量的有效利用。
　　 本文提出的聯(lián)合協(xié)作中繼選擇算法和協(xié)作通信性能與協(xié)作節(jié)點數(shù)目間關(guān)系的研究，從一個全新的角度審視協(xié)作節(jié)點選擇問題，所選擇出的協(xié)作節(jié)點對于協(xié)作性能的提升相比以前的選擇算法更優(yōu)，減少了節(jié)點參與協(xié)作通信的盲目