协作通信网络最佳中继位置与功率分配的研究

摘要

目前，协作通信已成为无线通信研究热点之一，为了减弱信号传输衰落与损耗，研究者提出了利用源节点和目的节点配备的多天线，获取空间增益的MIMO技术。但是在实际的无线通信网络中，网络节点由于多方面限制，很少配备多天线，在这种背景下，提出了协同分集技术的虚拟MIMO系统，其实质是利用网络节点的单天线形成多天线系统，使得无线系统获得空间分集增益，系统性能得到显著改善。
　　 本文主要对协作通信中的中继定位和功率分配进行了研究。主要研究工作如下：
　　 第一，详细介绍了协作通信的最新研究动态。根据本文的研究工作，简单总结了无线系统分集技术，中继选择以及功率分配技术等方面的内容。
　　 第二，简单介绍了协作通信关键技术之一的分集技术，详细分析了协作分集的两种协议：放大转发(AF)和译码转发(DF)，仿真并比较了它们的性能。仿真表明，当各链路的信道状态相同，协作分集链路具有更好的性能；当直传路径信道状态最佳，系统不需要利用中继进行传输。
　　 第三，论文研究了三节点协作通信系统功率分配与最佳中继位置问题。在协作通信系统总功率为固定值的条件下，利用误码率紧逼近公式，仿真和比较了两种功率分配方法的系统性能，体现了最佳功率分配的优势。采用最优功率分配方案，以系统误码性能最小化为目标，确定了协作系统的最佳中继位置。研究对比几种拓扑结构的性能，分析结果表明，直线型的网络拓扑结构的系统性能最好，等腰三角形网络拓扑结构的系统性能优于等边三角形网络拓扑结构的系统性能。由此，本文研究了协作通信系统最佳中继节点定位的方法并通过仿真结果和理论值的比较验证了结论。