協(xié)作通信中的雙向中繼系統(tǒng)增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信的高速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)速率和服務(wù)質(zhì)量的要求也越來越高。然而，由于傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)的限制，人們的通信體驗(yàn)并沒有得到很好地滿足。為了解決這種突出的矛盾，通信領(lǐng)域的專家們一直在探尋并不斷提出了許多高效的通信技術(shù)用以改善用戶體驗(yàn)，如OFDM技術(shù)、MIMO技術(shù)、協(xié)作中繼技術(shù)等等。其中，中繼技術(shù)因具有擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍、提高系統(tǒng)容量、改善小區(qū)邊緣用戶性能等諸多優(yōu)點(diǎn)，受到了人們的廣泛關(guān)注。
　　協(xié)作中繼技術(shù)分為單向和雙向兩類。與單向

2、中繼技術(shù)相比，雙向中繼具有更高的頻譜效率，因而具有更強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。因此，本文即以雙向AF中繼通信系統(tǒng)為研究背景，先后深入研究了單天線場(chǎng)景下的機(jī)會(huì)中繼選擇機(jī)制和多天線場(chǎng)景下的OSTBC（正交空時(shí)分組碼）傳輸方案。本文的主要工作體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：
　　1.針對(duì)單天線雙向多中繼場(chǎng)景，為了提升系統(tǒng)性能，以最小化系統(tǒng)中斷概率為優(yōu)化目標(biāo)，首先介紹了典型的基于最大最小準(zhǔn)則的集中式中繼選擇算法。研究表明，該算法是一種中斷最優(yōu)的中繼選擇算法。為了降低

3、算法復(fù)雜度，隨后介紹了一種簡(jiǎn)單的分布式中繼選擇算法，該算法是一種次最優(yōu)算法，在保證較高系統(tǒng)性能的同時(shí)降低了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。考慮到實(shí)際系統(tǒng)中存在信道估計(jì)誤差和反饋時(shí)延等因素，非理想CSI（信道狀態(tài)信息）會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生較大影響。因此，文中分析了非理想 CSI條件下系統(tǒng)性能，給出了中斷概率閉合表達(dá)式，最后仿真并分析了非理想CSI對(duì)中繼選擇機(jī)制的影響。
　　2.針對(duì)多天線雙向中繼系統(tǒng)中的正交空時(shí)分組碼傳輸方案進(jìn)行了研究。首先通過介紹單天線雙

4、向中繼平均和速率的上下界，分析了雙向中繼和速率性能的改善情況。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)兩源節(jié)點(diǎn)均配備雙天線并采用Alamouti OSTBC傳輸方案、中繼只配備單天線并采用放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議的雙向中繼場(chǎng)景，文中分析了該方案的平均和速率上下界以及 PEP（成對(duì)錯(cuò)誤概率）上界，同時(shí)給出了兩種雙向中繼方案的最優(yōu)功率分配。研究結(jié)果表明，雙向中繼能極大地減少傳統(tǒng)單向中繼的頻譜效率損失，與單天線情況相比，OSTBC方案能獲得更高的和速率，并且能夠獲得2階分集階數(shù)