一种基于增强机会中继的协作通信方案及其功率分配

摘要

协作分集是一种新的空间分集技术,协作分集本质上就是用户的天线与其协作伙伴的天线构成虚拟多天线阵列,从而获得空间分集增益。经研究表明,协作通信能够有效的抵抗信道衰落、提高数据的传输速率、降低系统服务中断概率、提升信道容量、提高系统的服务质量和可靠性等。
　　 本文以提升协作通信中系统性能为目标,研究并分析了几种协作分集协议和中继选择方式,主要研究了:分集技术及协作分集的基本原理；现有的协作分集协议及其相互比较；现有的中继节点选择方案及其相互比较；基于机会中继的基础上研究了一种新的协作通信方案——增强机会中继。理论分析和仿真结果表明,增强机会中继与机会中继相比,在直传成功时,中继节点不进行转发,该协作通信方案能使系统性能在中断概率、平均频谱效率等方面得到显著改善。此外,在该方案系统资源受限的条件下,研究了一种最优化功率分配算法,该算法以最小化系统中断概率为目标。因为该算法仅需知道各个中继节点的平均信道信息,而且计算简单,无需在传输中实时更新,因而不会增加系统的额外开销。仿真结果表明,本文中的最优功率分配方案非常接近于穷举搜索方法的结果；与等功率分配方案相比,这种算法能够显著降低协作通信的中断概率。