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《放大转发协议下的通信系统的性能分析以及中继选择方案的分析的性能分析以及中继选择方》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、放大转发协议下的通信系统的性能分析以及中继选择方案的分析1.引言在无线通信技术中，为了降低中断概率，传统的中继选择方案一般都需要引入更多的中继节点参与协作传输，但这样会导致系统平均吞吐量得下降。如何解决这样的问题，就要选择一个合适的中继方案，由于用户终端受到体积，功率等各种条件的约束，给多天线技术的实施带来一定的困难。因而协作分集技术作为一种虚拟的多天线技术，可以通过中继节点的协作，对传输的信息进行转发处理，以使网络用户的能耗得到显著的降低，保证终端的数据接收，优化了网络的性能。2.系统模型设协作传输系统的系统
2、模型如图一所示，它是一个两跳的网络，其中s表示源端，中继端R与目的端D组成的三点模型。协同通信过程分为两阶段，图一所有用户通过正交信道发送信息。第一阶段源端广播信息给中继与目的端，第二阶段中继端将接收到的源端信息放大后转发给目的端，目的端将来自直接链路与中断链路信息进行最大比合并。假设源端的发送功率为Ps,中继端的发送功率为Pro第一阶段，源端广播信息给基站与中继端，它们接收到的信号Ys,d与Ys,r分别为：丁小=7ahs』x+Zs,d9y.v,r=7ahsrx+式中，Ps为源端发送功率，X为源端的发送信号，Z
3、s・d和Zs・r均为加性高斯噪声.第二阶段，中继端将接收到的源端信号放大0倍后转发给目的端，则目的端的接收信号为:=呢（0儿丿+zr、d=內4展+叽z“+z*4、No。3・SNR的分析当采用MRC时的瞬时SNR,在目的端，在直接链路的信号Ys,d和来自中继链路的信号Yr,d釆用MRC合并，接收端的SNR为丫=几+兀，其中兀为直接链路的信噪比，久为中继链路的信噪比^2ki2M2-的f川叫AAN°由上式很容易看出，乳是指数分布的随机变量，参数2
5、=N（）/P,（7二，于是几的概率密度函数为：f^x）=^e~A}x,兀是两个指数随机变量的调和平均，/■少儿严其中参数兀=M/PQ：+M/PQ：d。这是在高SNR下的渐进表达式4.组选择放大转发系统假设在目的节点配置多个天线，提出
6、了一种组选择放大转发（G・AF）系统，假设中继节点1,2,…，u在第二个时隙被选中。第一个时隙接到到的信号跟y.〃二历人‘八+乙•〃一样’在第二个时隙，目的节点接收到的信号是：儿=亍7^人小+乙八式中：儿=bl,d』2,d，…，儿,dj是天线192'…,«=1的接收信号，若是单个天线，则儿二儿；乙丄l,d，Z2,d，…,乙,』是加性复高斯白噪声，其中元素均值为0,方差为Nd式儿£历瓜皿+"写为矩阵形氏k=]X/=H0iX+H02Zr+Z^Xs=[x....x]是UX1的向量，每个元素都为X；H—；乙=_Z5,b
7、Z5,2?•••9Zs,uJ；6>i=diag<&2=cling*1PSP12+込11Pl'+gPSPuPilPs〃s,uOl和Gh是对角矩阵，包括了源节点到目的节点的信道衰落，发射功率和归一化因子等。在G-AF系统中，目的节点采取迫零接收区分来自不同中继节点的信号，处理之后的信号为：j=H,v儿=0,x+02乙+Hinv乙，。式中H”*={HhH}Hh是h的伪逆。令Vfcs是Hinv第k行,H加I，=[*],卩2,'y广0ia*+02jis+必乙厂式中儿是y/的第*个兀素，O1JI和分别是和Gh的第k个对角元
8、素：k=l,2,…，Uo可以看出所有的U个分支都包含发射信息x,M的节点可以采用最大比合并算法捉高接收SNR,笫k个分支接收的SNR为:pshs,k[Pkf所以G-AF系统的接收SNR是:U因而，G・AF的系统容量是厂G='(l+厂)25.仿真结果和分析仿真中系统除了源节点和目的节点外还包描了10个中继节点。令Ns,k=Nd=l,(j；=/；=l,k=l,2,.・・・,m、源节点的发射功率固定为系统总发射功率的0.5,发射信号采用BPSK调制。从图二中可以看出，G-AF系统比S-AF系统冇更好的SER性能。图
9、二不同发射SNR下的SER比较设定速率为R=2(bit/s)/H乙从图三可以看出，为了获得0.00001的中断性能,G-AF比S-AF的系统少要发射功率2.3db,G-AF的曲线和S-AF的曲线的斜率基本相等，这可以说明两个系统是有相同的分集性能的—I—S-AFG-AF浜M室于图三不同发射SNR的中断概率的比较参考文献fl]AnderaGoldsmith.WirelessCommuni
