双向中继系统的中断概率分析-论文.pdf

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1、第17卷第4期上海电机学院学报Vo1．17NO．42014焦JOuRNALOFSHANGHAIDIANJIUNIVERSITY2O14文章编号2095—0020(2014)04—0192—07双向中继系统的中断概率分析林晓晨，肖骁琦(上海电机学院电子信息学院，上海200240)摘要：分析、比较两时隙无线双向中继系统采用中继放大转发和解码转发的中断概率性能。首先推导得出中继放大转发中断概率的一个下界，且仿真结果证明该下界是紧致的。然后，计算出中继解码转发中断概率的闭合表达式，得到当信噪比和复用增益足够小时，解码转发优于放大转发，反之，放大转发中断性能更优的结论

2、。最后，通过仿真考查了中继节点的位置、时隙分配和速率分配对中断性能的影响。关键词：双向中继；中断概率；放大转发；解码转发中图分类号：TN919．3文献标志码：AOutageProbabilityofTwo—WayRelayingLINXiaochen．XIAOXiaoqi(SchoolofElectronicsInformationEngineering，ShanghaiDianjiUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Inthispaper，weanalyzeandcompareoutageprobability

3、betweenamplify—and—for—ward(AF)anddecode—and—forward(DF)two—phasetwo—wayrelaychannels(TWRC)．WederivealowerboundofoutageprobabilityforAF，verifiedtobetightbysimulation．Wethengetclosed—formexpressionsofoutageprobabilityforDF．WeconcludetheDFissuperiortoAFwhenSNRandmultiplexinggainissma

4、llenough．OtherwiseAFisbetter．Impactofrelaylocation，timesha—ringandrateallocationontheoutageisdiscussedbasedonsimulationresults．Keywords：two—wayrelaying(TWR)；outageprobability；amplify—and—forward(AF)；decode-and-forward(DF)双向中继(Two—WayRelaying，TWR)系效率很低。在引入物理层网络编码(Physical统幻是指两个源节点在一

5、个中继节点的帮助下LayerNetworkCoding，PLNC)后，可以将传统的完成信息交换。由于半双工设备的限制，采用传四时隙通信简化为三时隙或两时隙，大大提高了统的单向传输需要4个时隙完成信息交换，频谱频谱利用率。三时隙模型是指两个源节点在前收稿日期：2014—06—20基金项目：上海电机学院科研启动经费项目资助(14QD37)作者简介：林晓晨(1982一)，女，讲师，博士，主要研究方向为协作通信、物理层网络编码和网络信息论等，E-mail：linxc@sdiu．edu．cn，2014年第4期林晓晨，等：双向中继系统的中断概率分析193两个时隙分别发送

6、消息给中继节点，在第3个时④====o皇===④隙，中继节点利用无线信道的广播特性，广播信号～多址时隙：f；⋯一广播时隙：l-t给两个源节点。两时隙模型_6]是利用无线信道的图1两时隙双向中继模型’多址特性，把三时隙模型中的前两个时隙合并，即Fig．1Two—phasetwo-wayrelayingmodel两个源节点同时向中继节点发送独立的信息，然后，中继节点在第2个时隙同样广播信号。由于斯分布；方差、J9为信道衰落系数。进一步，定半双工设备的限制，两时隙和三时隙模型的一个义变量X垒IhI和’1，1。分别服从指数分布主要区别在于，在两时隙模型中，两个源节点

7、之间(ExponentialDistribution)[挖]，即不存在直接链路(DirectLink，DL)；而在三时隙x一1exp模型中，两个源节点之间存在直接链路。(一盂)双向中继系统中，基于物理层网络编码技术，lPy(y)一exp(一万Y)无论是两时隙还是三时隙模型，中继节点都具有其中，P、P为分布概率。先处理接收信号再转发的能力。中继节点处理信本文中，考虑两时隙半双工双向中继系统。号的方式，最常用的有放大转发(Amplify-and—将一个完整的信息交换周期的时间归一化为1，则forward，AF)和解码转发(Decode—and—forward，D

8、F)两种。AF蜘是指中继节点接收到两个源节在第1个时