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在无线通信系统中多天线技术常用来抵抗信道衰落。然而,移动终端设备本身尺寸和能耗的限制不能使用多天线。协作通信系统中单天线用户彼此共享天线获得空间分集增益,提高了系统的可靠性和有效性。协作通信最基本的协作方式为放大转发(amplify-and-forward,AF)协作方式和译码转发(decode-and-forward,DF)协作方式。采用AF协作方式,复杂度及信令开销较低,但是存在着噪声放大问题。采用DF协作方式,中继节点可以重新编码转发接受到的信息,有效地减少了噪声影响,然而中继节点译码错误时会导致信息传输错误。因此,中继节点依据信道质量,合理的选择最佳协作方式能够有效提高系统性能。混合译码放大前传(hybrid decode-amplify-and-forward,HDAF)协作方式既能通过AF协作方式获得分集增益,又能避免单独采用DF协作方式产生的差错传播。本文基于HDAF协作方式进行了中继选择算法和功率分配方案的研究,具体工作内容概括如下: 首先,中继节点的选择是实现协作通信关键技术之一,合理地选择中继能给系统带来更大的增益。本文提出了一种基于HDAF的中继选择算法。该算法以降低系统的中断概率和最小化总功率为目标,采用等效信道增益参数排序的方法,得到了HDAF协作方式下的最优中继选择方案。该算法既保证通信过程更可靠,不容易中断,又减少多余中继节点的使用,节省资源。仿真结果表明,采用提出算法,在高信噪比条件下,HDAF协作方式的中断概率要小于AF和DF协作方式。该算法进一步与功率分配相结合,在相同中断概率条件下,源节点所需功率比AF和DF协作方式少1-4 dBm,节约了系统资源的消耗。 其次,针对协作通信中的高能效问题,提出了一种基于中继选择的HDAF协作方式的功率分配方案。该方案首先选择信噪比最大的中继节点来最小化系统误码率,然后以最小化系统总功率为目标,并以直接传输方式的误码率值为约束条件,采用极值问题的方法,得到了HDAF协作方式下的节点功率分配方案。经数值分析结果可知,在相同的误码率约束条件下,通过合理的中继选择和优化的功率分配,采用HDAF协作方式所需的源节点功率比AF、DF协作方式减小1-3 dB,节约了系统资源的消耗。