慢衰落信道环境下中继节点优化选择方案

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1、慢衰落信道环境下中继节点的优化选择方案摘要：在协同通信技术中，中继节点的选择是一个重要的研究方向。在以往的文献中，只考虑了单径信道下的中继节点选择，而在实际情况下，通信信道是多径衰落的。为此，提出了一种多径慢衰落信道环境下的最优中继的选择方案。实验结果显示，利用此方案选出的最优中继节点往往不是传统的只考虑单径情况下所选出的最优中继节点。因此，所提出的方案更符合协同通信中的实际情况，并可在较大程度上提高系统的性能。关键词：协作通信；中继节点；中继节点的最优选择；慢衰落信道aselectionschemeforoptimalrel

2、aynodesunderslowlyfadingchannelenvironmentduanmuchunjiang,wangpei,yangyongduo（zhejiangnormaluniversity,jinhua，zhejiang321004，china）abstract：selectionofoptimalrelaynodeisanimportantproblemincooperativecommunications.inthepreviousliterature,onlysingle-pathchannelenvir

3、onmentswereconsidered,whileinreality,communicationchannelsaremostlymulti-pathfadingchannels.forthisreason,itisproposedinthispaperaselectionschemeforoptimalrelaynodesunderamulti-pathfadingchannelenvironment.theexperimentalresultsdemonstratethattheoptimalrelaynodessel

4、ectedbythisschemeareusuallynottheoptimalrelaynodesselectedbytheconventionalmethods,whichonlyconsidersingle-path.thus,thisschemeismoresuitableforrealenvironmentsandmaysignificantlyboostsystemperformance.keywords：cooperativecommunications；relaynode；optimalrelaynodesel

5、ection，multi-pathfadingchannels0引言与直接通信相比，协作通信能提供空间分集增益，实现目标用户高速、高可靠性的数据传输。协作通信技术利用多个不同用户的天线组成虚拟天线阵，从而获得多输入多输出（mimo）系统的性能增益。其概念最早由sendonaris[1，2]等人提出；laneman[3]等人研究了瑞利衰落环境下的各种协作通信协议，如解码转发、放大转发等，并将由协作带来的分集称为协作分集。协作分集的基本思想是源节点通过中继的帮助向目的节点发送信息。协作通信中的一个关键问题是如何分配和管理中继节点，

6、有很多文献都对此进行了研究。文献[4-5]提出了基于单个中继节点的最佳中继节点选取算法。文献[6-7]分别对基于放大转发（af，amplify-and-forward）和译码转发（df，decode-and-forward）中继系统的中继节点选择算法进行了研究。文献[8]为了避免多个中继同时竞争最佳中继而出现冲突导致失败，引入候选节点限制策略，从而在实现快速选择节点的同时降低了选择失败的概率。文献[9]提出一种改进的最佳中继选择算法，在源站受到最佳中继发出的标志分组后发送选择确认消息，中继节点在冲突发生后进行回避。文献[10]

7、分析了解码中继（df）情况下协作传输的中断概率。但是这些文献中讨论的都是单径信道下的信号传输和中继节点的选择问题，而没有考虑多径衰落信道下的中继选择问题。为此，本文针对放大转发协作通信网络，以降低系统误码率为目标，进行多径信道下的中继节点的优化选择。1系统模型图1协作通信系统模型协作通信的系统的模型如图1所示。此系统中除有源节点到目的节点之间的信道外，还存在源节点到各中继节点以及各中继节点到目的节点之间的信道。最优中继的选择问题，是要从所有的候选的中继节点中选择一个最优的节点以辅助源节点的信息传输。在已有的文献中，都假设源节点

8、到目的节点、源节点到各中继节点、以及各中继节点到目的节点间的信道是单径的，即只存在一个信道增益。而在实际情况中，由于信号的反射和折射等原因，源节点到目的节点、源节点到各中继节点，以及各中继节点到目的节点间的信道都是多径衰落的，即每两个节点之间存在着多条可达路径，各条路径上都具