協(xié)作中繼通信系統(tǒng)中的功率分配方案仿真研究.pdf

1、目前，3G系統(tǒng)已經(jīng)投入商用，包括未來(lái)的B3G以及4G通信系統(tǒng)，它們都面臨著在保證良好通信質(zhì)量的條件下提供高數(shù)據(jù)傳輸速率和大量用戶(hù)同時(shí)通信的挑戰(zhàn)。同時(shí)，在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，多徑衰落嚴(yán)重影響了無(wú)線(xiàn)通信質(zhì)量。多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技術(shù)通過(guò)在通信鏈路的發(fā)送端和接收端使用多根天線(xiàn)獲得分集增益，從而有效地對(duì)抗多徑衰落的影響。但是在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，移動(dòng)終端由于尺寸、功耗、成本等諸多方面的

2、限制，往往不能配置多根天線(xiàn)，這樣就限制了MIMO技術(shù)的應(yīng)用。在這種情況下，協(xié)作通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它是由多個(gè)相鄰的單天線(xiàn)用戶(hù)通過(guò)彼此共享天線(xiàn)進(jìn)行協(xié)作，形成虛擬MIMO系統(tǒng)。協(xié)作通信中信息的傳輸是由源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)共同完成的，信源傳輸信息需要消耗功率，中繼節(jié)點(diǎn)傳輸信息也需要消耗功率，分集增益的獲得是以信源和中繼節(jié)點(diǎn)消耗的功率之和為代價(jià)的。因此，對(duì)信源和中繼節(jié)點(diǎn)之間的功率優(yōu)化分配有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要做了以下一些工作：
　　

3、 首先，本文對(duì)基于Alamouti發(fā)射分集的協(xié)作分集方案的誤碼率性能進(jìn)行了分析，研究結(jié)果表明分集技術(shù)相比無(wú)分集傳輸具有更低的誤碼率。
　　 其次，論文對(duì)協(xié)作分集的兩種協(xié)議：放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，仿真并比較了它們的性能。仿真表明，當(dāng)各鏈路的信道狀態(tài)相同時(shí)協(xié)作分集鏈路具有更好的性能；當(dāng)直傳路徑信道狀態(tài)最佳時(shí)系統(tǒng)不需要利用中繼進(jìn)行傳輸。
　　 接著，論文分析了三節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)中的功率分配問(wèn)題。在

4、總功率一定的條件下，對(duì)三種功率分配方法進(jìn)行了性能仿真和比較，體現(xiàn)了最佳功率分配的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合最優(yōu)功率分配算法，論文給出了最佳中繼節(jié)點(diǎn)位置選擇的方法并通過(guò)仿真結(jié)果和理論值的比較驗(yàn)證了結(jié)論。
　　 最后，研究了優(yōu)化頻譜效率的中繼功率分配方法，對(duì)信道參數(shù)變化時(shí)的系統(tǒng)頻譜效率進(jìn)行了仿真分析，這種方法主要依據(jù)了系統(tǒng)容量和最大傳輸速率的關(guān)系，得出了協(xié)作各鏈路支路信道質(zhì)量對(duì)協(xié)作通信系統(tǒng)性能有著一定的影響。其仿真結(jié)果表明，當(dāng)?shù)谝惶溌沸诺罓顟B(tài)較好