基于和速率的協(xié)作通信功率分配算法研究.pdf

1、伴隨著移動互聯(lián)網大潮的洶涌襲來，終端流量爆炸式增長倒逼數(shù)據(jù)傳輸速率跳躍式提高，高速率帶給頻譜資源的壓力也陡然增加。協(xié)作通信技術不僅能夠克服多徑衰落以及降低小區(qū)間干擾，而且能夠獲得分集增益，有效提高傳輸速率，因而受到廣泛的關注，成為研究的熱點。
　　協(xié)作通信技術分為兩類，一類是中繼協(xié)作技術，當源節(jié)點與目標節(jié)點的距離比較遠時，源節(jié)點需要利用中繼節(jié)點完成信息傳輸。為了克服傳統(tǒng)中繼協(xié)作技術頻譜利用的效率過于低下這一缺點，雙向中繼(Two-

2、way relay)技術被認為是針對上述問題的技術因而成為當下研究的熱點。另一類技術為多點協(xié)作技術(Coordinated Multiple Point, CoMP)，僅考慮下行鏈路時,幾個基站同時為它們覆蓋范圍之內的用戶提供分集增益，將地理位置相近小區(qū)之間的干擾轉變?yōu)閰f(xié)作信號，因此能夠有效提升小區(qū)邊緣的通信性能。為了滿足國際電信聯(lián)盟對第四代移動通信技術所提出服務需求，LTE-A把中繼協(xié)作與多點協(xié)作兩種技術同時納入關鍵技術。
　　

3、網速已經成為區(qū)分第幾代移動通信的最直觀最有說服力的標準。因此，重點分析了中繼協(xié)作技術和多點協(xié)作技術的數(shù)據(jù)傳輸速率。
　　在中繼協(xié)作技術中，著重研究了Two-way中繼模型下如何進一步提高傳輸速率問題。為更進一步提升雙向中繼傳輸系統(tǒng)的傳輸速率，提出了基于放大轉發(fā)的中繼節(jié)點選擇標準和相應的最優(yōu)功率分配方案。將中繼傳輸系統(tǒng)總傳輸功率有限作為約束條件，以最大化系統(tǒng)總速率為目標函數(shù)，將節(jié)點選擇與功率分配過程抽象為一個最優(yōu)化問題。由于原問題比

4、較復雜，將其轉化為最小化兩條鏈路信噪比的倒數(shù)和問題，并推導出功率分配的最優(yōu)解。理論分析發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)總速率只與總發(fā)射功率和兩條鏈路信道系數(shù)倒數(shù)和有關。基于此，得到了最小化兩條鏈路信道系數(shù)倒數(shù)和的中繼節(jié)點選擇標準。仿真結果表明，該中繼節(jié)點選擇與功率分配聯(lián)合方案不僅復雜度低，而且可以有效提升中繼傳輸系統(tǒng)的總速率。
　　在多點協(xié)作通信系統(tǒng)中，研究了如何兼顧傳輸速率和用戶公平性問題。把系統(tǒng)中最大用戶速率與最小用戶速率的比值定為公平因子，則公平