论文部分内容阅读
无线通信系统中,由于无线信道具有衰落特性,而且这个特性仍然是影响无线系统性能的决定性因素。想要对抗无线信道的衰落特性,学者们不断的提出来各种方法,其中采用基于多天线的空间分集技术应用最为广泛。但是在无线通信系统中,由于设备终端体积、大小、功耗等多方面的限制不能安装多天线,这就导致了多天线技术的应用受到很大限制。协作分集技术实质上就是利用无线通信系统中,每个相互关联的具有单天线的无线通信终端设备进行相互协作,彼此之间共享各自的天线,通过这种方法来达到模拟多天线分集技术的效果,从而发挥出多天线技术的优势。传统的协作分集技术主要是利用信道编码技术,这样就能够使系统在能够获得分集增益的同时也能够获得编码增益。协作分集用到的信道编码技术包括RCPC码、LDPC码等不同形式、不同性能的信道编码。然而,这些信道编码方案同时存在一个问题,就是码率都是固定的,不能够很好的适应变化的信道。针对这个问题,本文提出了将喷泉码应用到协作通信的信道编码方案中。在喷泉码编码时,由于喷泉码的构造是基于生成矩阵的,所以码的性能在很大程度上取决于生成矩阵的结构,而生成矩阵中的环是影响生成矩阵结构的主要因素之一。所以,本文提出一种半随机生成法去除喷泉码中的短小环的方法,然后通过仿真验证了去除小环之后喷泉码的性能。在译码方面,喷泉码常用的译码算法是标准置信传播译码算法(BP译码算法),但是这种算法不能够非常有效的利用当前的最新信息进行码字更新。LDPC码的动态调度算法具有收敛速度快,能够及时将当前的信息用于译码当中的特点。所以本文将动态调度译码算法用于喷泉码的译码,通过仿真验证了动态调度算法应用于喷泉码译码时,能够获得比置信传播算法更好的性能。在协作通信中,通过理论分析表明,如果中继节点能够正确译码源节点信息,协作通信系统获得的分集增益是度为二的满分集增益。如果译码失败或者译码发生错误时,协作系统将无法获得任何分集增益;但是,在放大转发方案中,协作系统都能够获得一定程度的分集增益,可效果不明显。所以,有学者提出了将两种方案相结合,即混合转发(HF)方案。本文提出在采用混合转发方案时,应用动态调度算法作为译码算法。仿真结果表明,基于混合转发的协作方案相比于前两种协作方案,效果更好,误码率更低,而且应用动态调度算法时,系统性能会进一步提升。最后,本文提出将混合转发协作方案应用到多中继协作系统,并且通过仿真验证了该系统的性能。