無線協(xié)同通信中繼策略和資源分配方法研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，中繼協(xié)同通信技術(shù)和認(rèn)知無線電技術(shù)等新的通信技術(shù)已經(jīng)成為人們研究的熱點(diǎn)，將這些技術(shù)應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)中不僅能夠有效對抗多徑效應(yīng)保證通信質(zhì)量，而且由于用戶之間相互協(xié)同還能增加系統(tǒng)空間分集增益，提高系統(tǒng)容量，提高頻譜利用率。
　　本文首先從單中繼協(xié)同轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議開始入手，討論了單中繼協(xié)同傳輸系統(tǒng)模型以及相應(yīng)的分集和分集合并技術(shù)，并對不同的中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制進(jìn)行了對比分析。單中繼協(xié)同系統(tǒng)模型中存在一個(gè)信源節(jié)點(diǎn)S，一個(gè)目的

2、節(jié)點(diǎn)D，一個(gè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)R。三個(gè)節(jié)點(diǎn)分別組成三條通信鏈路，即信源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的直接傳輸鏈路（SD），信源節(jié)點(diǎn)與中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的中繼傳輸鏈路（SR），中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的中繼傳輸鏈路（RD）。在該系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上對不同轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制進(jìn)行仿真分析可以得出：當(dāng)系統(tǒng)中存在直接鏈路時(shí)，DF機(jī)制下系統(tǒng)誤碼率要低于AF機(jī)制下的系統(tǒng)誤碼率；當(dāng)系統(tǒng)中不存在直接鏈路時(shí)，在系統(tǒng)信噪比低的環(huán)境下，AF機(jī)制的系統(tǒng)誤碼率要高于DF機(jī)制的系統(tǒng)誤碼率，但是隨

3、著系統(tǒng)信噪比逐漸增加，AF中繼系統(tǒng)的抗干擾能力逐漸增加，DF系統(tǒng)誤碼率的優(yōu)勢逐漸降低。然后在AF中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和DF中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的理論基礎(chǔ)上，以單用戶混合中繼協(xié)同系統(tǒng)為模型，最大化系統(tǒng)吞吐量、最優(yōu)系統(tǒng)能效為目標(biāo)，分別提出了相應(yīng)的功率分配方案。仿真證明不論隨著系統(tǒng)總功率 Pt的增加還是信道增益的增加，混合中繼協(xié)同系統(tǒng)都具有較高的吞吐量和系統(tǒng)能效，系統(tǒng)性能得到了顯著提高；在單用戶混合中繼協(xié)同系統(tǒng)中，系統(tǒng)自適應(yīng)地選擇AF中繼轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制或者DF中繼

4、轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制進(jìn)行信息轉(zhuǎn)發(fā)，克服了傳統(tǒng)單一轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制存在的弊端，提高了系統(tǒng)吞吐量和系統(tǒng)能效，改善了系統(tǒng)性能，增強(qiáng)了資源利用率。最后在中繼協(xié)同通信的基礎(chǔ)上進(jìn)一步討論了認(rèn)知無線電的相關(guān)技術(shù)，并結(jié)合中繼協(xié)同技術(shù)和認(rèn)知無線電技術(shù)的優(yōu)勢，在最優(yōu)化功率分配的基礎(chǔ)上探討了多播組認(rèn)知協(xié)同通信系統(tǒng)吞吐量的變化，并給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果：隨著多播組內(nèi)用戶數(shù)量的增加，對應(yīng)多播組的速率權(quán)重因子變大，從而使得該多播組速率增加。因此，該傳輸機(jī)制可以提高含有更多用戶多播組的速