非对称中继协作的中断容量与资源分配

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1、摘要摘要随着无线业务的发展，人们对无线网络服务质量的要求也越来越高。同时，随着集成电路的发展，尽管用户终端的功能越来越丰富，但是其小型化程度却越来越高，这影响多天线等提高网络容量的技术的应用。中继协作通信被认为是解决高速率要求和用户终端的小型化这对矛盾的重要技术。2001年以来，中继协作通信的协作策略、容量、节点选择、资源分配，以及与其他物理层技术的结合成为通信领域研究的新热点，并取得了许多突出的理论成果。另一方面，未来的无线通信网络将是一个集通信、娱乐、家居控制于一体，涵盖无线个域网到无线蜂窝网，移动通信网和无线接入网的混合网络。这种网络中，用户终端多种多样，其位置

2、、环境、天线资源、能量资源以及业务类型也各不相同。因此这种网络中，用户终端之间的协作要充分考虑到网络本身的非对称性。本文着眼于分析非对称网络中节点位置、链路环境、天线资源、能量资源等因素对协作系统性能的影响，并探讨了如何充分利用这些因素。本文的主要贡献有：1．分析了非对称网络中，Nakagami．m信道下中继协作的中断概率。作者分析了解码转发协作下，不同中继位置、中继节点环境、中继天线数以及目的节点的合并方式对中断概率的影响。结果表明，相对于合并方式而言，节点位置和环境对系统中断性能影响更大。其中节点位置是至关重要的因素，而中断概率随节点环境的变化是非均匀的，良好的中

3、继．目的链路是降低中断概率的前提。在恶劣环境中，增加中继天线数可以有效的提高系统容量。2．提出了一种节点位置非对称下的资源分配方法。作者提出一种部分信息中继的协作策略，这种协作下，中继节点只转发保护程度弱的信息。同时，根据不同的中继节点位置，优化分级调制的星座图和源与中继节点之间的功率分配比例因子。结果表明，这种利用中继节点的位置优势来平衡不对称保护的方法，既可以提高整个系统的可靠性，又可以减小中继占用的资源。3．提出了两种在混合终端网络中，节点资源非对称下的资源分配方法。作者首先在发送端未知信道状态信息、时，以最小化中断概率为目标，利用源节点和中继节点不同的最大功率

4、限制，通过迭代的方法来寻找最优功率分配。结果表明，在非对称环境下，最优功率分配比平均功率分配有l～2dB的增益。然后，作者研究了存节点本身能量资源不等时的资源分配。根据发射能量AbstractAbstractWithdevelopmentofwirelessservice，QoS(QualityofSeⅣice)requirementforwirelessnetworkisgrowingrapidly．Meanwhile，usertenninalisbeingminiaturizedwithdevelopmentofintegratedcircuits，whichli

5、mitsthe印plicationofsomehighratetechnoIogies．CooperationcommunicationisconsideredasanimportantwayoutoftIlisdilemma．Since2001，cooperationstrategies，capacity，nodeselection，resourceallocationanditscombinationwithotherphysicallayertechnologiesarebecomingoneofthehottestareasincommunicationres

6、earchwithamassoftheoreticresults．Ontheotllerhand，futurewirelesscommunicationnetworkwiIlbeanaggregationofcommunication，ente渤inlllent，homecontroldevices，spansoverWLANandcellularnetworks．mobileandaccessnetworks．Usertenninalsinthisnetworkwillbedif佗rentmlocation，linkenvirorunent，anterula，ene

7、rgyresourceandservice．These2LsymmetriesshouldbeconsideredinresearchofcooperationinsuchnetwOrks．Thispaperf．ocusesonanalysisandcomp撕sonofinfluenceofseVeralpar锄eterstocooperation，suchaSnodeIocation，linkenViro帆ent，ante眦aandenergyresource，anddiscussespossibleappIicationsoftheseparam