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随着人们对进行自由通信的渴求,使得无线网络得到迅速发展,基于中继的网络系统令传统无线网络中一直存在的健壮性差跟可伸缩性低等问题得到迎刃而解,因此使得协作中继系统的研究因此也得到蓬勃发展。中继是无线通信系统中非常有前景的技术,是未来提高覆盖范围,实现可靠传输的重要方法。随着协作中继的研究不断的深入,如何在源节点跟协作节点之间优化地分配资源,进一步提高传输速率的问题开始受到关注。
本文以基于协作中继无线通信系统为研究背景,探讨了多中继协作分集中各节点资源分配问题。第一、研究在放大转发模式下,基于分布式空时码的协作中继功率分配问题。首先分析了AF-DSTC中继系统模型和该模型下的衰落量,在第一跳中选择合适的中继参与协作,第二跳中满足信道传输阀值时才发送信息。考虑源节点只能获取中继至目的节点链路的信道统计信息,也就是完全信道状态信息(CSI)不能获取。接着以最小衰落量为限制条件建立功率分配策略问题的数学模型,其能够在满足目标中断概率前提下,使得源节点跟协作中继节点的总平均发射功率最小化。通过解决模型得出一种多中继功率分配策略。最后通过数值仿真验证了所提出的功率分配策略。第二、针对未来通信系统高效节能问题,为了提高系统传输能量效率,考虑在协作中继节点总分配功率约束条件,建立多中继多用户系统最小化单位数据能量消耗问题的数学模型。通过拉格朗日对偶分解方法对此模型进行了求解,并基于对偶分解方法,针对集中式功率分配方案的缺陷设计了一种分布式功率分配算法,通过梯度法最终迭代收敛出功率分配最优解,并对算法的收敛性进行了证明。通过仿真验证了该分布式功率分配算法在系统容量和高效节省系统资源方面有着良好的性能。