慢衰落信道環(huán)境下中繼節(jié)點(diǎn)優(yōu)化選擇方案

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1、慢衰落信道環(huán)境下中繼節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化選擇方案摘要：在協(xié)同通信技術(shù)中，中繼節(jié)點(diǎn)的選擇是一個重要的研究方向。在以往的文獻(xiàn)中，只考慮了單徑信道下的中繼節(jié)點(diǎn)選擇，而在實(shí)際情況下，通信信道是多徑衰落的。為此，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。實(shí)驗(yàn)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)的只考慮單徑情況下所選出的最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)。因此，所提出的方案更符合協(xié)同通信中的實(shí)際情況，并可在較大程度上提高系統(tǒng)的性能。關(guān)鍵詞：協(xié)作通信；中繼節(jié)點(diǎn)；中繼節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)選擇；慢衰落信道aselectionschemeforoptimalrel

2、aynodesunderslowlyfadingchannelenvironmentduanmuchunjiang,wangpei,yangyongduo（zhejiangnormaluniversity,jinhua，zhejiang321004，china）abstract：selectionofoptimalrelaynodeisanimportantproblemincooperativecommunications.inthepreviousliterature,onlysingle-pathchannelenvir

3、onmentswereconsidered,whileinreality,communicationchannelsaremostlymulti-pathfadingchannels.forthisreason,itisproposedinthispaperaselectionschemeforoptimalrelaynodesunderamulti-pathfadingchannelenvironment.theexperimentalresultsdemonstratethattheoptimalrelaynodessel

4、ectedbythisschemeareusuallynottheoptimalrelaynodesselectedbytheconventionalmethods,whichonlyconsidersingle-path.thus,thisschemeismoresuitableforrealenvironmentsandmaysignificantlyboostsystemperformance.keywords：cooperativecommunications；relaynode；optimalrelaynodesel

5、ection，multi-pathfadingchannels0引言與直接通信相比，協(xié)作通信能提供空間分集增益，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)用戶高速、高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸。協(xié)作通信技術(shù)利用多個不同用戶的天線組成虛擬天線陣，從而獲得多輸入多輸出（mimo）系統(tǒng)的性能增益。其概念最早由sendonaris[1，2]等人提出；laneman[3]等人研究了瑞利衰落環(huán)境下的各種協(xié)作通信協(xié)議，如解碼轉(zhuǎn)發(fā)、放大轉(zhuǎn)發(fā)等，并將由協(xié)作帶來的分集稱為協(xié)作分集。協(xié)作分集的基本思想是源節(jié)點(diǎn)通過中繼的幫助向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。協(xié)作通信中的一個關(guān)鍵問題是如何分配和管理中繼節(jié)點(diǎn)，

6、有很多文獻(xiàn)都對此進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[4-5]提出了基于單個中繼節(jié)點(diǎn)的最佳中繼節(jié)點(diǎn)選取算法。文獻(xiàn)[6-7]分別對基于放大轉(zhuǎn)發(fā)（af，amplify-and-forward）和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)（df，decode-and-forward）中繼系統(tǒng)的中繼節(jié)點(diǎn)選擇算法進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[8]為了避免多個中繼同時競爭最佳中繼而出現(xiàn)沖突導(dǎo)致失敗，引入候選節(jié)點(diǎn)限制策略，從而在實(shí)現(xiàn)快速選擇節(jié)點(diǎn)的同時降低了選擇失敗的概率。文獻(xiàn)[9]提出一種改進(jìn)的最佳中繼選擇算法，在源站受到最佳中繼發(fā)出的標(biāo)志分組后發(fā)送選擇確認(rèn)消息，中繼節(jié)點(diǎn)在沖突發(fā)生后進(jìn)行回避。文獻(xiàn)[10]

7、分析了解碼中繼（df）情況下協(xié)作傳輸?shù)闹袛喔怕省５沁@些文獻(xiàn)中討論的都是單徑信道下的信號傳輸和中繼節(jié)點(diǎn)的選擇問題，而沒有考慮多徑衰落信道下的中繼選擇問題。為此，本文針對放大轉(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。1系統(tǒng)模型圖1協(xié)作通信系統(tǒng)模型協(xié)作通信的系統(tǒng)的模型如圖1所示。此系統(tǒng)中除有源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間的信道外，還存在源節(jié)點(diǎn)到各中繼節(jié)點(diǎn)以及各中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間的信道。最優(yōu)中繼的選擇問題，是要從所有的候選的中繼節(jié)點(diǎn)中選擇一個最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)以輔助源節(jié)點(diǎn)的信息傳輸。在已有的文獻(xiàn)中，都假設(shè)源節(jié)點(diǎn)

8、到目的節(jié)點(diǎn)、源節(jié)點(diǎn)到各中繼節(jié)點(diǎn)、以及各中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)間的信道是單徑的，即只存在一個信道增益。而在實(shí)際情況中，由于信號的反射和折射等原因，源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)、源節(jié)點(diǎn)到各中繼節(jié)點(diǎn)，以及各中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)間的信道都是多徑衰落的，即每兩個節(jié)點(diǎn)之間存在著多條可達(dá)路徑，各條路徑上都具