協(xié)作通信系統(tǒng)中的中繼選擇方案及其優(yōu)化的研究.pdf

1、協(xié)作通信技術(shù)由于能夠抵抗信道衰落的影響，提供分集增益，因此成為無線通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。為了能夠有效地提升系統(tǒng)性能和降低資源消耗，協(xié)作中繼的選擇、中繼協(xié)作的方式和引入中繼的時機(jī)等問題已經(jīng)成為重要的研究內(nèi)容。本文將深入研究協(xié)作通信系統(tǒng)中的中繼選擇及其優(yōu)化問題。首先，對協(xié)作通信的研究背景、研究現(xiàn)狀以及實(shí)際應(yīng)用做了簡單的介紹。其次簡要分析和歸納了典型的中繼轉(zhuǎn)發(fā)策略和中繼選擇方案的優(yōu)缺點(diǎn)。最后對中繼選擇方案及其優(yōu)化問題展開研究。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)

2、新點(diǎn)如下：
　　(1)為了提高中繼選擇方案的靈活性和降低系統(tǒng)開銷，引入自動請求重傳技術(shù)，結(jié)合混合譯碼放大轉(zhuǎn)發(fā)(HDAF)中繼策略，提出了一種基于接收信噪比最大化的改進(jìn)HDAF單中繼選擇方案。通過目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的三種反饋信息來決定信息傳輸?shù)姆绞?。信息傳輸方式包括：直接傳輸、源?jié)點(diǎn)重傳和引入中繼。通過理論和仿真分析得出：改進(jìn)HDAF的中繼選擇方案不僅能夠有效地降低中斷概率，而且大大提高了頻譜效率，從而提高了信息傳輸?shù)目煽啃院挽`活性。在中

3、斷概率為10-2時，與基于HDAF的中繼選擇方案相比，改進(jìn)方案能夠獲得1dB的信噪比增益。另外，隨著候選中繼個數(shù)的增加，中斷概率性能的改善更加明顯。
　　(2)為了降低能量消耗以及方案運(yùn)算復(fù)雜度，以誤碼率最小化為目標(biāo)，提出了一種在HDAF中繼策略下的最優(yōu)中繼集合的快速選擇方案。首先，采用矩量母函數(shù)原理推導(dǎo)得出基于放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)、譯碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)和HDAF中繼策略的多中繼系統(tǒng)的誤碼率近似表達(dá)式。然后以此為中繼選擇的依據(jù)，巧妙地定義

4、了HDAF等效信道增益，快速選擇出最優(yōu)中繼集合。接著，針對選擇單個最優(yōu)中繼的情況，為使誤碼率達(dá)到實(shí)際的需求值，求解了最優(yōu)功率分配問題。結(jié)果表明：首先，誤碼率性能能夠得到有效的提升；其次，與窮舉算法相比，誤碼率性能相近但運(yùn)算復(fù)雜度大大降低；最后，最優(yōu)功率分配能夠降低系統(tǒng)總功耗。在相同誤碼率限定值下，與AF、DF方案相比，所提方案能夠降低1dB-1.5dB的總功率消耗。此外，與等功率分配相比，所提方案能夠節(jié)約0.2dB左右的總功率，從而在降