協(xié)作通信中新協(xié)議的性能研究.pdf

1、多輸入多輸出(multiple-input multiple-out，MIMO)技術(shù)是第四代移動通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，即在發(fā)射端和接收端同時安裝多根天線，使得接收端可以獲得經(jīng)歷獨(dú)立衰落的相同信號的不同副本，從而獲得空間分集?？臻g分集技術(shù)可以有效地對抗無線信道中的多徑衰弱，以提高信道容量和改善服務(wù)質(zhì)量。但是MIMO技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用受到終端大小、成本和功耗等諸多方面的限制，往往無法在一個無線終端上安裝多根天線。于是為了將MIMO技術(shù)應(yīng)用于

2、實(shí)際，協(xié)作通信技術(shù)被廣大學(xué)者提出來。在這個技術(shù)中，將無線網(wǎng)絡(luò)中單天線的節(jié)點(diǎn)通過某種方式共享各自天線，形成虛擬MIMO系統(tǒng)，進(jìn)而獲得空間分集增益和提高無線網(wǎng)絡(luò)容量。
　　本文的主要創(chuàng)新點(diǎn)及研究成果包括如下幾個部分:
　　1)研究了在三節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)中，中繼節(jié)點(diǎn)采用HDAF協(xié)議時，系統(tǒng)的誤符號率性能。在此，首先推導(dǎo)了系統(tǒng)的誤符號率表達(dá)式，由于其精確表達(dá)式很復(fù)雜，所以對其精確表達(dá)式進(jìn)行了近似，并將近似表達(dá)式與精確表達(dá)式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)

3、仿真對比，仿真結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)總功率高于10db時，所推導(dǎo)出的近似誤符號率表達(dá)式的仿真曲線和實(shí)際的精確誤符號率曲線基本重合。
　　2)其次，在滿足系統(tǒng)總功率一定的情況下，以最小化系統(tǒng)誤符號率為目標(biāo)，基于近似誤符號率的最小化進(jìn)行功率分配，并與等功率分配進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明，HDAF協(xié)議的最優(yōu)功率分配因子不僅與源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)，中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量有關(guān)，而且與系統(tǒng)的總功率也有關(guān)系，隨著系統(tǒng)總功率的增大，最優(yōu)功率分配因子將趨近

4、于1/2。
　　3)首次提出了增量雙中繼系統(tǒng)，即在增量中繼系統(tǒng)中有兩個中繼節(jié)點(diǎn)參與信號的協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)。研究了增量雙中繼系統(tǒng)的中斷概率和誤符號率性能，推導(dǎo)了誤符號率和中斷概率表達(dá)式，并與增量中繼系統(tǒng)相比較，仿真結(jié)果表明，在系統(tǒng)速率為1bit/s時，增量雙中繼系統(tǒng)的中斷概率在低信噪比下要高于增量中繼系統(tǒng)，而在高信噪比下要低于增量中繼系統(tǒng)。而增量雙中繼系統(tǒng)的誤符號率在系統(tǒng)總功率較低時，增量雙中繼系統(tǒng)的誤符號率略低于增量中繼系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)總功率