基于和速率的協(xié)作通信功率分配算法研究.pdf

1、伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大潮的洶涌襲來，終端流量爆炸式增長倒逼數(shù)據(jù)傳輸速率跳躍式提高，高速率帶給頻譜資源的壓力也陡然增加。協(xié)作通信技術(shù)不僅能夠克服多徑衰落以及降低小區(qū)間干擾，而且能夠獲得分集增益，有效提高傳輸速率，因而受到廣泛的關(guān)注，成為研究的熱點(diǎn)。
　　協(xié)作通信技術(shù)分為兩類，一類是中繼協(xié)作技術(shù)，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離比較遠(yuǎn)時(shí)，源節(jié)點(diǎn)需要利用中繼節(jié)點(diǎn)完成信息傳輸。為了克服傳統(tǒng)中繼協(xié)作技術(shù)頻譜利用的效率過于低下這一缺點(diǎn)，雙向中繼(Two-

2、way relay)技術(shù)被認(rèn)為是針對(duì)上述問題的技術(shù)因而成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。另一類技術(shù)為多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)(Coordinated Multiple Point, CoMP)，僅考慮下行鏈路時(shí),幾個(gè)基站同時(shí)為它們覆蓋范圍之內(nèi)的用戶提供分集增益，將地理位置相近小區(qū)之間的干擾轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)作信號(hào)，因此能夠有效提升小區(qū)邊緣的通信性能。為了滿足國際電信聯(lián)盟對(duì)第四代移動(dòng)通信技術(shù)所提出服務(wù)需求，LTE-A把中繼協(xié)作與多點(diǎn)協(xié)作兩種技術(shù)同時(shí)納入關(guān)鍵技術(shù)。
　　

3、網(wǎng)速已經(jīng)成為區(qū)分第幾代移動(dòng)通信的最直觀最有說服力的標(biāo)準(zhǔn)。因此，重點(diǎn)分析了中繼協(xié)作技術(shù)和多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率。
　　在中繼協(xié)作技術(shù)中，著重研究了Two-way中繼模型下如何進(jìn)一步提高傳輸速率問題。為更進(jìn)一步提升雙向中繼傳輸系統(tǒng)的傳輸速率，提出了基于放大轉(zhuǎn)發(fā)的中繼節(jié)點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的最優(yōu)功率分配方案。將中繼傳輸系統(tǒng)總傳輸功率有限作為約束條件，以最大化系統(tǒng)總速率為目標(biāo)函數(shù)，將節(jié)點(diǎn)選擇與功率分配過程抽象為一個(gè)最優(yōu)化問題。由于原問題比

4、較復(fù)雜，將其轉(zhuǎn)化為最小化兩條鏈路信噪比的倒數(shù)和問題，并推導(dǎo)出功率分配的最優(yōu)解。理論分析發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)總速率只與總發(fā)射功率和兩條鏈路信道系數(shù)倒數(shù)和有關(guān)?；诖耍玫搅俗钚』瘍蓷l鏈路信道系數(shù)倒數(shù)和的中繼節(jié)點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)。仿真結(jié)果表明，該中繼節(jié)點(diǎn)選擇與功率分配聯(lián)合方案不僅復(fù)雜度低，而且可以有效提升中繼傳輸系統(tǒng)的總速率。
　　在多點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)中，研究了如何兼顧傳輸速率和用戶公平性問題。把系統(tǒng)中最大用戶速率與最小用戶速率的比值定為公平因子，則公平