協作通信系統中的中繼選擇方案及其優(yōu)化的研究.pdf

1、協作通信技術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域研究的熱點。為了能夠有效地提升系統性能和降低資源消耗，協作中繼的選擇、中繼協作的方式和引入中繼的時機等問題已經成為重要的研究內容。本文將深入研究協作通信系統中的中繼選擇及其優(yōu)化問題。首先，對協作通信的研究背景、研究現狀以及實際應用做了簡單的介紹。其次簡要分析和歸納了典型的中繼轉發(fā)策略和中繼選擇方案的優(yōu)缺點。最后對中繼選擇方案及其優(yōu)化問題展開研究。本文的主要內容和創(chuàng)

2、新點如下：
　　(1)為了提高中繼選擇方案的靈活性和降低系統開銷，引入自動請求重傳技術，結合混合譯碼放大轉發(fā)(HDAF)中繼策略，提出了一種基于接收信噪比最大化的改進HDAF單中繼選擇方案。通過目的節(jié)點發(fā)送的三種反饋信息來決定信息傳輸的方式。信息傳輸方式包括：直接傳輸、源節(jié)點重傳和引入中繼。通過理論和仿真分析得出：改進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的可靠性和靈活性。在中

3、斷概率為10-2時，與基于HDAF的中繼選擇方案相比，改進方案能夠獲得1dB的信噪比增益。另外，隨著候選中繼個數的增加，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算復雜度，以誤碼率最小化為目標，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，采用矩量母函數原理推導得出基于放大轉發(fā)(AF)、譯碼轉發(fā)(DF)和HDAF中繼策略的多中繼系統的誤碼率近似表達式。然后以此為中繼選擇的依據，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，為使誤碼率達到實際的需求值，求解了最優(yōu)功率分配問題。結果表明：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算復雜度大大降低；最后，最優(yōu)功率分配能夠降低系統總功耗。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