多中繼分布式網(wǎng)絡(luò)中全速率協(xié)作通信策略的研究.pdf

1、協(xié)作通信利用空間分集原理，使單天線節(jié)點(diǎn)之間彼此相互協(xié)作和共享資源，形成“虛擬多天線陣列”來(lái)實(shí)現(xiàn)分集增益。不僅能夠?qū)股钏ヂ湫诺?，而且解決了由于用戶節(jié)點(diǎn)攜帶多天線的不方便的問題，既增加了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃?，又提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。但傳統(tǒng)的兩跳協(xié)作模式需要兩個(gè)時(shí)隙完成傳輸，損失了系統(tǒng)一半的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，全速率協(xié)作通信模式被人們提出來(lái)，在不損失系統(tǒng)分集增益的情況下，如何來(lái)提升系統(tǒng)傳輸速率，如何縮短單位符號(hào)傳輸時(shí)間，這是研究者們一直關(guān)注的熱

2、點(diǎn)問題。目前，對(duì)無(wú)線協(xié)作通信的研究更多是基于多中繼分布式協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)模型。
　　 本文對(duì)分布式多中繼場(chǎng)景中的全速率協(xié)作通信策略進(jìn)行了研究。多中繼分布式中繼網(wǎng)絡(luò)中的全速率協(xié)作通信策略是本文的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。首先，本文提出一種利用多個(gè)半雙工中繼節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ?。該模式在源?jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)編碼(Precoding)處理，并且在中繼節(jié)點(diǎn)解碼并利用分布式空時(shí)編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理，這種方式不僅解決了偶時(shí)隙數(shù)據(jù)的“短板效應(yīng)”問題而且克服了

3、放大轉(zhuǎn)發(fā)模式(AF，Amplify-and-Forward)擴(kuò)大噪聲功率的缺點(diǎn)。該策略提供了兩個(gè)線性預(yù)編碼矩陣，同時(shí)給出了易實(shí)現(xiàn)的空時(shí)編碼矩陣設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并對(duì)所有解碼情況進(jìn)行了分析，理論上證明了這種策略能夠利用比較簡(jiǎn)單的空時(shí)編碼矩陣達(dá)到滿分集增益。全速率模式的實(shí)現(xiàn)突破了速率為一半的局限，為能夠快速的高質(zhì)量的傳輸業(yè)務(wù)提供了保障和平臺(tái)。分析結(jié)果表明：該模式不僅能夠保證符號(hào)速率，而且能夠比多中繼非正交放大轉(zhuǎn)發(fā)（NAF，Non-orthogona

4、l AF）有更低的誤比特率(BER，Bit Error rate)。獲取信道狀態(tài)信息可以使無(wú)線通信系統(tǒng)的性能有所提升，在上述全速率協(xié)作通信策略中加入有限反饋機(jī)制(Limited Feedback)，此全速率協(xié)作通信策略繼續(xù)利用了上述全速率協(xié)作通信策略所用的方法，在源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)編碼處理，并且在中繼節(jié)點(diǎn)解碼并利用分布式空時(shí)編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)處理。通過(guò)滑動(dòng)窗口機(jī)制獲得系統(tǒng)平均容量，利用有限反饋機(jī)制改變空時(shí)編碼結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)平均容量得到優(yōu)化，最終使系