编码协作通信技术的研究

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1、2007年第11期，第40卷通信技术Vol.40，No.11,2007总第191期CommunicationsTechnologyNo.191,Totally编码协作通信技术的研究董杨鑫，郑建宏（重庆邮电大学，重庆400065）【摘要】协作分集技术是目前移动通信技术的研究热点。文中首先介绍了协作分集技术的研究现状，然后分别阐述了目前已经提出的三种协作通信中继协议——放大前传、译码前传以及编码协作，最后重点研究了性能最佳的编码协作分集技术。【关键词】分集；协作分集；中继；编码协作；空时协作【中图分类号】TN929.5【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2007

2、)11-0065-03StudyonCodedCooperativeCommunicationTechnologyDONGYang-xin，ZHENGJian-hong(ChongqingUniversityofPostsandCommunications,Chongqing40065)【Abstract】Cooperativediversitytechnologyisafocusintheresearchofmobilcommunicationtechnologiesatpresent.Thispaperfirstintroducestheresearchstateo

3、fcooperativediversity.Andthenitdescribesthethreeproposedrelayprotocols,amplify-and-forward,decode-and-forward,andcodedcooperative.Finally,thecodedcooperativediversitywithbestperformanceisemphaticallydiscussed.【Keywords】diversity；cooperativediversity；relay；codedcooperation；space-timecoope

4、ration0引言分集技术是无线通信中经常使用来抵抗衰落的一种方法。所谓分集，就是为保障传输质量，发送端采取某种方法通过相互独立的哀落信道传输同一信号的多个副本(分集分支)，以降低接收端无法辨识信号的概率的一种技术。分集分支的个数称为分集级数或阶数[1]。根据获得独立信号的方法，分集技术可分为时间分集、频率分集和空间分集等。时间分集。在不同的时刻发送承载相同信息的信号，要求两个传输时刻之间的间隔必须大于信道相关时间。时间分集由于在时域上引入了冗余，在带宽的利用率上会有一定损失。频率分集。主要是通过使用许多不同的频率发射相同的信息来实现的。为了保证每个频率的衰落是独立的，

5、发射频率的间隔必须足够大。由于需要使用多个频率，频谱效率比较低。空间分集。空间分集的依据在于快衰落的空间独立性，即在任意两个不同的位置上接收同一个信号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所接收的信号的衰落是不相关的。空间分集不需要时域和频域的冗余，所以不会带来带宽利用率上的任何损失。在无线通信的上行链路中，特别是蜂窝移动通信的上行链路中，由于受到移动台尺寸的限制，采用多天线是不现实的。为了使单天线的移动终端也能获得空间分集，最近，研究学者提出了协同分集的概念。这种分集增益可以通过一个小区内用户的协作来获得，也就是说，在每个小区内，每个用户都有一个伙伴。两个具有伙伴关

6、系的用户除了传输自己的信息外，都有责任传输另一同伴的信息。这样，可通过使用同伴的天线来获得空间分集。这种新颖的分集技术一提出就受到广泛关注，它不仅在蜂窝移动通信中有很大的应用前景，还很有希望应用于无线Adhoc网络和无线传感器网络中。1协作分集的中继协议按中继实现方式，协作通信系统主要有三种协作方式：AF、DF和CC方式[2]。收稿日期：2007-07-23。基金项目：国家“863”基金资助项目（2004AA001390）。作者简介：董杨鑫（1983-），男，硕士，主要研究方向为TD-SCDMA手机终端芯片的研发；郑建宏（1961-），男，教授。65（1）AF（放大前传

7、）协作模式。放大前传模式是中继系统中一种常用的传输模式。在该模式中，每个中继用户接收经信道衰落的发送信号，然后对接收到的信号进行放大，并重新发送给下一个中继用户和接收端。接收端按照一定的合并准则处理来自发送端和协作节点的信息，对发送比特进行最终判决。尽管该方法在放大信号的同时也放大了噪声，但接收端接收的是信号的多个独立的衰落样本，所以接收端还是能够做出较为准确的判决。在AF模式中，为实现最佳译码，接收端需要知道各用户间的信道状态信息。（2）DF（译码前传）协作模式。译码前传是另一种协作模式，其设计初衷是在中继处对接收到的信号进行解调和译码