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1、第6期林霏等：协同通信系统中基于遍历容量的近似最优功率分配·31·协同通信系统中基于遍历容量的近似最优功率分配林霏1,2，罗涛1，路安琼1，乐光新1（1.北京邮电大学电信工程学院，北京100876;2.山东轻工业学院电子信息与控制学院，山东济南250353）摘要：传统半双工放大转发（AF）协同通信无论信道状态如何，总是采用协同通信模式，在一定程度上降低了系统自由度的利用率。基于此研究了“何时协同”与最优发送功率分配的问题。首先给出了AF系统的遍历容量表达式及其上界；然后以遍历容量上界为代价函数，提出一种适用于AF系统的近似最优功率分配方
2、案（AOPA）,通过比较源—目的端与中继—目的端的统计信道增益来判定是否需要采用协同通信模式；最后，还分析了在中继端按随机方向模型移动时AOPA方案的性能。理论分析和仿真结果表明，AOPA方案在系统容量和误码差错性能上均要优于等功率EPA方案。关键词：协同通信；功率分配；遍历容量；误码率；随机方向模型中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1000-436X(2009)06-0026-07Approximatelyoptimumpowerallocationbasedonergodiccapacityforcooperativ
3、ecommunicationsystemsLINFei1,2,LUOTao1,LUAn-qiong1,YUEGuang-xin1（1.SchoolofTelecommunicationEngineering,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876,China;2.CollegeofElectronicInformationandControlEngineering,ShandongInstituteofLightIndustry,Jinan250353,Ch
4、ina）收稿日期：2007-09-24；修回日期：2009-04-10基金项目：国家自然科学基金资助项目（60872049,60871042）；国家高技术研究发展（“863”计划）基金资助项目（2007AA10Z235）；教育部留学归国人员教学、科研建设基金资助项目FoundationItems：TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(60872049,60871042);TheNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChin
5、a(2007AA10Z235);TheScientificTeachingandResearchFoundationfortheReturnedOverseasChineseScholarsAbstract:Conventionalhalf-duplexamplify-and-forward(AF)methodalwaysadoptedcooperativecommunicationsmodelregardlessthefadingstateofthechannel,whichmadeinsufficientuseofthedegree
6、soffreedomofthesysteminaway.So,theproblemabout“whentocooperate”andtheoptimumallocationoftransmittedpowerwerediscussed.Anexactergodiccapacityformulationandcorrespondingupperboundwerefirstderivedforatwo-userAFcooperativecommunicationssystem.Andthenanapproximatelyoptimumpow
7、erallocationscheme(AOPA)wasproposedbymakinguseoftheupperboundascostfunction.WhethertheAOPAschemeadoptingthecooperativemodelornotbasedonthecomparisonaboutthechannelgainsofsource-to-destinationwiththatofrelay-to-destination.Finally,thesystemperformanceswereanalyzedwithAOPA
8、schemewhentherelaymovedintermsoftherandomdirectionmodel.Theoreticalanalysisandsimulationresultsshowthat
