移動環(huán)境下中繼選擇性能研究及最優(yōu)中繼選擇方案的優(yōu)化.pdf

1、現(xiàn)階段，通信領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，中繼協(xié)作技術(shù)是其中發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一。該技術(shù)主要利用無線網(wǎng)絡(luò)中多個節(jié)點之間的相互協(xié)作特性，共享傳輸路徑，提高整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，使得數(shù)據(jù)通信能夠可靠傳輸。它的優(yōu)點是不用在終端上安裝多根天線，這明顯縮小了終端的體積，在當(dāng)前終端設(shè)備小型化、低功率化的背景下優(yōu)勢更為突出。協(xié)作通信最優(yōu)中繼的選擇及其性能的研究在眾多協(xié)作技術(shù)中是一個熱點問題。為了提高協(xié)作系統(tǒng)性能，本文主要針對最優(yōu)中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)進行了研究，主要的內(nèi)容

2、和創(chuàng)新點如下：
　　首先，研究了協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)的基本協(xié)作模型和轉(zhuǎn)發(fā)策略，對各轉(zhuǎn)發(fā)策略的性能進行了理論分析和仿真，并簡單介紹了幾種中繼選擇方案。轉(zhuǎn)發(fā)策略的性能仿真表明，增量放大中繼策略具有最好性能，而解碼轉(zhuǎn)發(fā)策略性能最差。
　　然后，基于選擇性放大轉(zhuǎn)發(fā)策略，研究了4種聯(lián)合中繼選擇和功率分配策略來延長網(wǎng)絡(luò)壽命的方法。仿真表明，最大化能量效率指數(shù)（MEI）策略和最小化中斷概率（MOP）策略能夠在具有較低復(fù)雜度下接近最好性能。

3、　　其次，目前協(xié)作通信最優(yōu)中繼選擇性能的研究主要針對節(jié)點位置相對固定、候選中繼節(jié)點不變的場景。然而，在小區(qū)環(huán)境中，由于終端用戶的移動性，源節(jié)點的候選中繼集是時刻變化的，研究移動節(jié)點的實時變化特性對協(xié)作通信系統(tǒng)性能的影響意義重大。因此，以固定中繼節(jié)點的模型分析小區(qū)協(xié)作場景會帶來較大的偏差，而現(xiàn)階段關(guān)于移動性對協(xié)作通信帶來的影響并未過多關(guān)注。本文針對固定場景和移動場景兩種情況下分別研究了協(xié)作通信系統(tǒng)的模型，并推導(dǎo)了兩種場景下最優(yōu)中繼選擇的平

4、均誤碼率表達式。在假設(shè)移動節(jié)點數(shù)目滿足泊松分布特性下，分析了中繼數(shù)目的泊松分布參數(shù)對協(xié)作通信系統(tǒng)的平均誤碼率性能的影響。
　　最后，當(dāng)候選中繼節(jié)點增多時，如何從眾多節(jié)點中選擇一個最優(yōu)中繼，使其既能提高系統(tǒng)性能、又能延長網(wǎng)絡(luò)壽命變得十分重要。為解決這一問題，本文提出一個新的最優(yōu)中繼選擇方案——基于接收信噪比和網(wǎng)絡(luò)壽命的最優(yōu)中繼選擇。由于網(wǎng)絡(luò)壽命的問題無法直接求解，將其抽象為中繼節(jié)點剩余能量與目的節(jié)點達到接收信噪比門限時發(fā)射功率的比值