協(xié)作通信中的功率分配及協(xié)作用戶選擇的研究.pdf

1、無線信道環(huán)境的復(fù)雜性、時(shí)變性以及傳播路徑的多樣性決定了信號(hào)在無線信道中傳輸必然存在多徑傳播現(xiàn)象，而由多徑傳播造成的信道衰落（即多徑衰落）是提高數(shù)據(jù)傳輸速率和服務(wù)質(zhì)量的瓶頸。分集技術(shù)尤其是空間分集技術(shù)是抵抗多徑衰落最主要且最有效的技術(shù)，在不增加功率消耗或者信道帶寬的情況下可有效提升鏈路質(zhì)量和增加系統(tǒng)容量。協(xié)作通信就是利用空間分集技術(shù)和無線信道的廣播特性來獲得分集增益，從而提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。
　　 源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間

2、的功率分配和優(yōu)化以及協(xié)作用戶的選擇是協(xié)作通信中很重要的資源分配。源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)都要消耗功率，在二者發(fā)送的總功率不變的情況下優(yōu)化其功率分配，對(duì)減小系統(tǒng)誤比特率和提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率有著很重要的意義；協(xié)作用戶選擇的優(yōu)化可以提高協(xié)作用戶選擇的效率，減少不必要的資源浪費(fèi)，從而減小整個(gè)系統(tǒng)的功耗。
　　 本文主要的研究內(nèi)容以及取得的成果如下：
　　 1、在三節(jié)點(diǎn)中繼信道的基礎(chǔ)上，首次提出并建立了四節(jié)點(diǎn)的協(xié)作通信系統(tǒng)切

3、換的通用模型，在源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)等功率分配(EPA)的情況下，分別推導(dǎo)出等功率分配下M-QAM和4PSK調(diào)制的放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)協(xié)作通信系統(tǒng)誤比特率公式，并對(duì)文獻(xiàn)[11]中的編碼協(xié)作(CC)中斷概率公式進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)三種協(xié)議下其系統(tǒng)性能進(jìn)行分析比較和仿真，仿真結(jié)果表明：三種協(xié)議下切換的系統(tǒng)性能都優(yōu)于相應(yīng)的非協(xié)作通信切換的系統(tǒng)性能。
　　 2、以經(jīng)典的三節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信模型為基礎(chǔ)，在源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間優(yōu)化功率分配(O

4、PA)情況下分別推導(dǎo)出放大轉(zhuǎn)發(fā)和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)兩種協(xié)作通信協(xié)議在M-QAM和4PSK調(diào)制下的協(xié)作通信系統(tǒng)誤比特率公式以及使誤比特率最小的優(yōu)化功率分配系數(shù)α，并對(duì)其性能進(jìn)行了分析和仿真，仿真結(jié)果表明：優(yōu)化功率分配的系統(tǒng)誤比特率性能優(yōu)于等功率分配的系統(tǒng)誤比特率性能，也優(yōu)于文獻(xiàn)[21]中優(yōu)化功率分配下的系統(tǒng)誤符號(hào)率性能。
　　 3、以三節(jié)點(diǎn)中繼信道模型為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶與協(xié)作用戶間的歸一化距離、用戶與基站間的歸一化距離、協(xié)作用戶與基站間的歸一