基于误码率的中继位置及功率分配联合优化

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1、计算机系统应用http://www.c-s-a.org.cn2012年第21卷第3期①基于误码率的中继位置及功率分配联合优化隋海虹，宋高俊，蒋丽霞(南昌航空大学信息工程学院，南昌330063)摘要：针对单中继AF协作通信系统，分析了不同中继位置和功率分配方式对系统误码率性能的影响。以最小化系统误码率为目标，研究了等功率分配（equalpowerallocation,EPA）和最优功率分配（optimumpowerallocation,OPA)两种方案下，中继按照线形拓扑轨迹运动时的最优位置。理论分析和仿真结果表明，中继位置及OPA的联合优化算法大大提高了传统的EPA方案下的系统性能。关键词

2、：中继位置；协作通信；最优功率分配；误码率JointOptimizationforRelayLocationandPowerAllocationBasedonSERSUIHai-Hong,SONGGao-Jun,JIANGLi-Xia(DepartmentofInformationEngineering,NanchangAeronauticUniversity,Nanchang330063,China)Abstract:TheinfluenceofdifferentrelaylocationandpowerallocationonSERperformancewasanalyzedforco

3、operativecommunicationsystemwithsingleAFrelay.TheoptimumrelaylocationoflinearnetworktopologywasderivedforbothEPAandOPAmethod,whichwasaimedatminimizingSERofsystem.Analysisandsimulationresultsshowthat,jointoptimizationforrelaylocationandOPAschemesignificantlyoutperformstheEPAcase.Keywords:relaylocat

4、ion;cooperativecommunication;optimumpowerallocation;symbol-error-rate采用多输入多输出（Multiple-InputMultiple-配算法，而没有从最小化误码率的角度讨论。基于考[1]Out-put,MIMO）技术可以获得分集增益，从而有虑路径损耗，收发端之间的距离影响信道的质量从而效对抗多径衰落的影响，然而现实生活中，由于移影响系统性能。文献[6]基于对中断概率研究了EPA下动终端体积、成本、功耗等因素受到制约和限制，的中继最佳位置，但没有对中继位置和功率分配进行该技术真正实施起来往往不太现实。而协作通信技联合优化。术

5、作为一种新的空间分集形式，有效地解决了这个本文基于单中继AF协作通信系统，以最小化误[2]问题。该技术是由多个单天线用户通过彼此共享码率（symbol-error-rate,SER）为目的，对中继位置及天线和其它资源进行协作传输，从而产生一个虚拟功率分配进行联合优化。该算法为多中继协作通信中MIMO系统。在某种意义上，协作通信为MIMO多中继选择策略的研究提供了重要的参考准则，同时也天线技术走向实用化提供了一条新的途径，因此受可以扩展到日益得到广泛关注的伙伴选择问题中。因到人们的广泛关注和重视。此具有很强的实用价值和现实意义。单中继协作通信虽然未能体现分集优势，但它为后续的多中继协作通信的

6、研究提供了参考依据，具有1系统模型[3]更强的实用价值。合理地优化分配源和中继之间的考虑由源节点s、中继节点r、目的节点d所构成[4]功率对于改善协作通信系统性能有着重要的影响。的单中继协作通信系统模型。假设系统的总发射功率文献[5]研究了以最大化系统容量为目标的最优功率分为E，且E=E+E，其中E和E分别表示分配给源ssrsr①收稿时间:2011-07-03;收到修改稿时间:2011-08-0496研究开发ResearchandDevelopment2012年第21卷第3期http://www.c-s-a.org.cn计算机系统应用和中继r的发射功率。EEsrh*h*2sr,rd,Esh

7、sr,+N0(8)考虑采用半双工发送模式，故该系统的通信过程l=22æEhö可分为两个阶段进行，且通过TDMA,FDMA或CDMAçrrd,+1÷Nç2+÷0EhNèssr,0ø等正交信道发送信息数据。本文考虑信号仅受到瑞利衰落、路径损耗和加性高斯白噪声的影响。2误码率（SER）性能分析阶段一，源s同时向中继r和目的d发送信息数考虑单中继协作通信系统中，假设s到d、s到r、据，则d和r接收到的信号分别为：222r到d的信