基于多徑信道的中繼節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化選擇和功率分配.pdf

1、目前，無線通信中的移動(dòng)電話業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)迅速發(fā)展，未來無線網(wǎng)絡(luò)將承擔(dān)更多的高質(zhì)量的業(yè)務(wù)，因此對(duì)信息速率等系統(tǒng)性能提出了更高的要求。與此同時(shí)，在無線通信系統(tǒng)中，多徑衰落會(huì)嚴(yán)重影響到通信質(zhì)量。由于多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）系統(tǒng)能較大地提高系統(tǒng)容量，所以提出了虛擬MIMO系統(tǒng)（分布式MIMO系統(tǒng)），即協(xié)作通信技術(shù)。MIMO系統(tǒng)要求收、發(fā)節(jié)點(diǎn)，利用空間其他節(jié)點(diǎn)，采用協(xié)作的方

2、式構(gòu)成分布式MIMO系統(tǒng)，獲取MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)性能。協(xié)作通信可以有效解決無線通信中的低信噪比信號(hào)檢測、信號(hào)編碼和斷續(xù)通信難題。協(xié)作通信的目的就是充分利用網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)資源來幫助有通信需求的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行高速、可靠地?zé)o線通信。在協(xié)作通信系統(tǒng)中，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)共同完成信息的傳輸。我們知道，信源傳輸信息是需要消耗一定功率的，同樣，中繼節(jié)點(diǎn)傳送信息時(shí)也需要消耗一定的功率，獲得分集增益的代價(jià)就是信源和中繼節(jié)點(diǎn)消耗的功率之和。所以，協(xié)作通信中的一個(gè)關(guān)鍵

3、問題就是如何進(jìn)行中繼節(jié)點(diǎn)的最佳選擇和功率的優(yōu)化分配。
　　 本文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:
　　 本文首先介紹了無線信道的基礎(chǔ)知識(shí)，包括無線信道的基本模型和分集接收技術(shù);介紹了幾種常見的分集方式和分集合并方式，并通過仿真對(duì)幾種合并方式的性能進(jìn)行了比較。
　　 簡單介紹了協(xié)作通信的基本模型和多徑衰落下的二進(jìn)制數(shù)字接收機(jī)的系統(tǒng)模型，為多徑信道下中繼節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化選擇打下理論基礎(chǔ)。
　　 在協(xié)作通信技術(shù)中，中繼節(jié)

4、點(diǎn)的選擇是其中的一個(gè)重要的研究方向。有很多的專家都做了大量的研究，不過在以往的研究中，都只考慮了單徑信道下的中繼節(jié)點(diǎn)的選擇。而在實(shí)際情況中，正如前面的理論所介紹的，通信信道是多徑衰落的。為此，本文針對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)，以降低系統(tǒng)誤碼率為目標(biāo)，進(jìn)行多徑信道下的中繼節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化選擇，并提出了一種多徑慢衰落信道環(huán)境下的最優(yōu)中繼的選擇方案。仿真結(jié)果顯示，利用此方案選出的最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)往往不是傳統(tǒng)的只考慮單徑的情況下所選出的最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)。因此，本

5、文所提出的方案更符合協(xié)作通信中的實(shí)際情況，并可在較大程度上提高系統(tǒng)的性能。
　　 回顧了粒子群算法，并對(duì)該算法做了詳細(xì)的介紹。分析了協(xié)作通信的系統(tǒng)模型，并以總功率恒定作為約束條件，以誤碼率的上界和下界作為粒子群優(yōu)化算法的目標(biāo)函數(shù)，在多徑信道下用粒子群算法分配該系統(tǒng)源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的功率。通過仿真的結(jié)果可以看到，在多徑信道下，用粒子群算法分配各節(jié)點(diǎn)的功率比平均分配功率時(shí)的誤碼率有明顯的下降，這就顯示出本文所提出方法的優(yōu)越性。