协作分集中的中继移动性策略和性能分析

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利用多天线(MIMO,Multiple Input and Multiple Output)技术在不增加系统带宽和天线发射总功率的情况下,能成倍地提高系统容量,对系统性能的改善十分显著,是对抗无线信道中多径衰落的有效手段。协作分集使单天线的移动终端也可以实现MIMO传输,是目前的研究热点。它的基本思想是在信息的传递过程中,资源节点可以利用一个或者多个中继节点协助通信,降低中断概率,扩大系统容量,获得协作分集增益。   在协作通信系统中协作中继节点的选取非常重要,中继节点移动时会大大降低系统的性能,目前该方面的结果较少。本文主要探讨协作分集中的中继移动性策略和性能。   在协作分集中的移动中继选择算法方面,对于放大转发(AF,amplify-and-forward)和检测转发(DF,decode-and-forward)协作通信模式,给出了基于瞬时信道状态信息的功率分配及中继的动态选择算法。针对单中继情况给出了中继切换方案,针对多中继情况给出了动态剔除、补充中继的算法,从而提高了移动中继协作系统的可靠性。通过模拟仿真分析,本文方案能有效的降低中断概率,提高系统分集增益,扩大系统容量,实现良好的整体性能。   进一步,本文研究了将喷泉编码应用在移动中继的DF协作分集系统中以改善系统性能。首先详细说明了将RS码(Reed-Solomon)作为喷泉编码使用的编译码方案,仿真分析了喷泉编码在广播通信中的优势,结果显示使用的协作中继数量越多、系统信噪比越低,喷泉编码对协作系统性能的改善越为明显;在此基础上,将喷泉编码应用到具有移动中继的DF协作通信模式中,给出了协作策略,仿真显示喷泉编码能够改善采用移动中继的DF协作系统性能。  
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