协作中继系统harq协议能耗研究

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1、重庆邮电大学硕士论文第一章绪论作源节点传输信息到目的节点，目的节点合并由源节点发送的直连链路信息和由中继节点转发的中继链路信息，从而实现空间分集增益。早期T．M．Cover等人在加性高斯白噪声信道(AWGN)下研究了由源节点、中继节点和目的节点三节点构成的中继信道容量，具有重要的意义【．71。随着对协作通信技术的深入研究，已证明协作通信给系统带来的优势主要体现为：首先，中继节点的引入使系统可以获得较高空间分集增益，提高了通信信道的可靠性，进一步保证了通信服务质量(QoS，QualityofService)；其次，中继节点既可在分布式网络中部署，也可在集中式网络中部署，具有灵活的部

2、署场景；另外，通过一个或多个中继节点转发源节点的信息，可减短源节点与目的节点之间传输距离，从而减轻源节点的功耗负担[7-10】。差错控制技术也是一种常用于提高无线信道可靠性的技术，前向纠错(FEC，ForwardErrorCorrection)和自动重传请求(ARQ，AutomaticRetransmissionRequest)是两类基本的差错控制机制。在信道条件较差的环境下，前向纠错技术需要使用低速编码且纠错能力强的码组才能保证系统可靠性，但由于编码码率过低导致系统吞吐量降低；若使用ARQ技术通过增加重传次数也会导致系统吞吐量降低，并且过多的重传还会增加系统传输时延。因此，在信

3、道条件较恶劣时，将FEC和ARQ两种技术分开使用具有一定的局限性，应将两者相结合，充分利用其优点，构成混合自动重传请求技术(HARQ)，HARQ技术的核心思想是：在ARQ系统中引入一个FEC子系统，在信道条件较差时，FEC纠正尽可能多的错误图样以减少ARQ的重传次数，提高系统吞吐量，而对于FEC不能纠正的错误，ARQ重传出错信息，保证系统的可靠性，将FEC和ARQ技术相结合可更好的解决通信系统可靠性和吞吐量之间的矛盾。随着无线业务的发展，HARQ技术已成为一个很重要的研究课题，将协作通信技术和HARQ技术相结合可更好的解决无线信道衰落问题。1．2ARQ／HARQ研究现状1．2．1

4、基于ARQ／HARQ协议的绿色节能技术随着无线通信的发展，宽带化、高速化的无线通信技术已得以实现，满足了越来越快的无线通信业务需求，随之而来的能源开销、环境保护成为人们越来越关注的新课题。无线通信中最重要的资源是频谱资源，另外还包括能量资源、站点资源、设备材料资源等，研究无线通信绿色化的实质是【ll】：根据无线通信的特征和目标，有效利用各种资源，例如频谱资源、重庆邮电大学硕士论文第一章绪论站点资源，以减少功率、降低排放、节约能源，避免电磁污染和信息污染。ARQ／HARQ协议已广泛应用于无线通信系统的数据链路层，保证数据传输的可靠性【12‘14】。文献‘15。231研究了节能的AR

5、Q／HARQ协议，文献【15-17】指出由于ARQ／HARQ固有的时间分集特性，可在时延不敏感网络中提供节能传输，但没有考虑终端电路消耗的能量，文献【l8】进一步在瑞利信道条件下分析了三种HARQ协议的能效特性，文章考虑了终端节点的电路能耗，并指出HARQ的节能特性严格由传输距离决定。文献【l9】提出了一种复用HARQ协议(M．HARQ)，分析了该协议的能耗特性，在系统时延限制下，建立了最大化能效的优化模型，与传统HARQ协议相比，提出的M．HARQ协议在满足具体时延限制条件下，实现了能效的最大化。文献【2o】提出了一种HARQ协议与混合中继联合策略，即H2．ARQ．Relayi

6、ng，此策略根据中继节点的译码状态，中继节点动态地在放大转发(AF，Amplify．and．Forward)，压缩转发(CF，Compress．and．Forward)和译码转发(DF，Decode．and．Forward)模式之间切换，文章分析了所提策略的频谱效率和能量效率，与传统HARQ协议相比，所提策略极大改善了系统吞吐率及能效。文献【2l】在瑞利衰落信道条件下，分析了空时编码(STC，Space．TimeCoded)HARQ协议每次重传时的功率控制问题，在PER(PacketErrorRate)限制条件下，建立了最大化能效优化模型，通过几何(GP，GeometricPro

7、gramming)优化算法求解优化问题。文献【22]在瑞利衰落信道条件下，在系统中断概率限制条件下，研究了HARQ协议的最优发送功率序列值，文章指出HARQ最优功率分配策略远优于传统等功率HARQ策略。1．2．2基于ARQ／HARQ协议的跨层设计传统通信系统层次结构能很好的应用于有线网络，但并不适合于信道特性不断变化的无线网络，因此，人们提出了跨层设计思想，即充分利用各个协议层之间的依赖关系，对系统资源联合优化，提高系统整体性能。链路自适应技术能有效提高数据传输速率，已成为无线通