论文部分内容阅读
随着无线通信技术蓬勃发展,传统的点到点传输技术已经非常逼近了香农信道容量。因此,从更为复杂的网络角度寻求提高网络容量的新型网络结构及传输策略,成为目前移动通信研究领域的主要方向,中继协作是其中一项重要技术。为增加网络容量,提高基站覆盖边缘终端的通信性能,LTE-A、WiMAX等标准中均引入了中继协作技术。在多中继网络中,协作策略若能合理地协调多个中继节点执行协作转发,系统将可获得较高的分集增益,有效对抗无线信道衰落。单中继选择策略是通过在所有中继节点中挑选一个最合适的节点来执行转发,相比于多中继协作转发,其不仅节省了系统资源,同时又避免了多个中继节点同时同频协作的同步问题,更具有实用意义。为此,本文以改善系统中断概率以及有效速率作为目标,针对协作网络的中继选择问题展开研究。
首先,针对时变相关衰落信道下的单向多中继网络,本文以一个数据包的HARQ(Hybrid Automatic Repeat request)过程作为研究对象,同时考虑了信道时变特性对中继选择以及数据重传的影响,设计了联合中继选择-HARQ的传输方法,通过重传弥补因无法获得精确信道状态信息(Channel State Information,CSI)而导致的系统分集损失,并结合中继选择提高重传的效率,减小所需的平均重传次数,缓解重传带来的频谱效率损失。本文提出了四种联合中继选择-HARQ方案:对于中继选择,采用基于过时/统计CSI两种方式;对于数据重传,提出了静态励态两种机制(即HARQ过程中执行中继选择的次数分别是一次/多次)。理论分析并仿真比较了四种策略的中断概率、有效速率以及算法复杂度,说明了动态策略的中断性能以及有效速率优于静态机制,但其复杂度更高;而中继选择策略基于过时/统计CSI的性能优劣则与信道时变相关系数有关。
对于双向多中继网络,考虑到TDBC(Time Division Broadcast)具备的明显特点是:通信存在直接链路并且两源节点分别在正交时隙发送各自的源信息。本文围绕其自身特点来展开中继选择策略研究,提出了联合功率优化分配的中继选择方法。该方法充分利用了直接链路在通信过程中的作用,自适应地决定传输方式(协作/非协作),并且在协作模式下优化中继转发功率分配,进而执行分布式中继选择。通过理论分析及数值仿真说明,所提方法可实现更低的中断概率以及更高的有效速率,并且接收节点对于所接收的来自直接链路和中继链路的两路信号是否执行最大比合并对系统性能的影响较小。