基于双向多中继网络的中继调度策略分析

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1、基于双向多屮继网络的屮继调度策略分析蔡康龙，李冬，林志雄，杨亮（暨南大学信息科学与技术学院，广州510632）摘要：釆用迫寥技术往往会增加噪声对系统的影响，减少噪声彫响的方法可以釆用调度策略。木文基于迫零接收双向多输入多输出（MIMO）多屮继网络，对三种屮继调度策略Max-Max,Min-Max和空间独立调度进行研究，推导出三种调度策略对应的累积概率公式，然后对三种不同算法的双向屮继网络的中断率进行分析比较，我们发现在相同条件下，空间独立调度策略最优，Min-Max调度策略则优于Max-Max调度策略。关键词：双向中继网络；调度

2、算法；中断率中图分类号：TN929.5TheAnalysisofTwo-WayMulti-RelayNetworkunderDifferentRelaySchedulingPoliciesCAIKanglong,LIDong,LINZhixiong,YANGLiang(InformationScienceandTechnologySchooljinanUniversity,Guangzhou510632)Abstract:Usingzero-forcingtechniqueisknowntosufferfromnoiseenha

3、ncement.Schedulingpoliciescanbeusedtoreducethiseffect.Underthetwo-waymulti-relaynetwork,weinvestigatetheoveralloutageprobabilityofthreedifferentrelayschedulingpolicies:max-maxmin-maxandspatially-independentscheduling・ThenderivetheexpressionsforPDFoftheseschedulingpol

4、icies・Inthesamecondition,wefindtheschedulingpoliciesofspatially-independenthasthebestperformance,Min-MaxschedulingisbetterthanMax-Maxscheduling.Keywords:two-wayrelaynetwork;schedulingalgorithm;outageprobability在多输入多输出系统下，采川中继技术已经被证明能有效地提高系统性能，如通过节点介作可以获得空间分集⑴、提高节点有效的

5、覆盖范围。双向中继网络是在单向中继基础上发展而来，双向中继网络的频谱效率是单向中继网络的两倍〔2.3］。近期，因为物理层网络编码（Physical-layerNetworkCoding）可以提高中继节点的转发效率和网络吞吐量，所以广泛被应用到双向中继网络中。PNC是在网络的中间节点上对信息进行编码处理，如放大转发（AF）和解码转发（DF）,其中AF是一种将信号放大然后转发到日的地的简单中继协议，它解决了信号在传输过程遇到的信号能量衰落问题。论文［4］提出基于空间复用方案的迫冬技术来支持多天线节点双向数据流，但简单的线性ZF发射器

6、在较差的无线衰落信道屮的端到端分集增益相当低。在论文［5］中提到的四种不同的单向中继网络都采用了迫零技术，并推导出屮继网络系统的屮断率。以上论文都冇一•个共同的天线限制问题，屮继天线都小于或等于用户天线，考虑不够全面。木文耍将要研究的是基丁•迫零技术的双向多中继网络的中继调度策略。论文［6］提出了作者■简介：蔡康龙（1988・），男，在读研究生，主要研究方向是新一代无线通信技术通信联系人：杨亮（1977-）,男，博士，暨南大学教授、硕士生导师，主耍研究方向为新一代无线通信技术.liangyang.guangzhou@gmail.

7、com基于系统总谋比特率戢小或总容量戢大的屮继选择策略，此方法计算过程比较复杂。论文［7］则提岀了用户选择的标量选择策略：Max-Max和Min-Max,向量调度策略：空间独立调度。木文所研究的则是基于论文［7］所研究的选择策略思想，选择接收屮继天线最优信干噪比对应的中继來接收信号，简单并有效地实现中继的调度。木文的结构安排如下：第二部分提出系统的模型并得到系统的信干噪比；第三部分分析三种屮继调度策略，并求出此三种调度策略对应的累积概率密度和中断率。第四部分结介仿真进行数值分析比较，由此可知空间独立调度策略的优于其余两种调度策略

8、，并冃这三种调度策略的中断率都随中继数增加而下降；最后部分是总结和未来研究的方向。1系统模型木模型为J(J<1)个屮继和两个用户的MIMO双向屮继网络(如图1所示)，采用的是双时隙双向中继网络。我们假设节点1和节点2都配置N根天线，口是半双工的工作模式，所有中继