协作通信系统中的功率分配算法研究

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目前MIMO技术已经成为无线通信中的研究热点。虽然MIMO技术能够使系统的性能得到提升,但是由于受到体积和成本的限制,移动终端安装多个天线非常困难,这就限制了MIMO技术的应用。在这种情况下,人们提出了协作分集技术,即在多用户环境下,每个单天线用户在发送自己信息的同时也为自己的协作伙伴发送信息,这样就形成了虚拟多天线系统。研究表明协作分集同样可以达到完全分集的效果,从而可以在不改变用户天线数目的情况下,提高系统的传输可靠性。与传统的直接通信相比,协作通信会耗费更多的时间、频率或功率等系统资源。为了最大限度地提高功率效率,最小化用户间的干扰,必须对源节点和中继节点的发射功率进行合理的配置,因此功率分配成为协作通信中的关键技术。所以本文对功率分配进行了研究,主要的内容和创新点如下:1在多中继无线通信系统的模型中,研究其源节点和各中继节点间功率分配对系统容量的影响,在总功率一定的情况下,对采用非再生协作中继方式的多中继协作通信系统进行了容量分析,提出了一种新的以容量最大化为准则的低复杂度的次优功率分配算法。仿真结果表明,该算法相对于迭代注水功率分配算法,系统容量相差不大,但计算复杂度得到了显著降低。2潜在多中继节点的系统,但是只选取一个中继节点作为转发节点的经典三节点系统模型。系统采用了编码转发方式和M-QAM调制方式,认为单位能耗最小是最优的功率分配方法。考虑实际情况,每个节点受到最大的发送功率和满足一定误符号概率条件的约束,根据发送节点和中继节点的功率不同以及和最大功率取值的关系不同分情况讨论了相应的最优功率分配算法。3在节点功率确定的情况下,通过仿真实验来验证协作通信何时优于直传通信,准则为能量效率最高。并主要讨论了各种参数对能量效率的影响。从中我们得到在相同条件下中继节点在通信双方的中点附近时具有高的能量效率;在通信距离较短时,调制阶数越高,能量效率也越高,这对中继节点的选择具有一定的参考价值
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