中继协作通信中两跳中继选择策略的研究.docx

中继协作通信中两跳中继选择策略的研究摘要：中继（Relay）技术是LTE-A（LTE-Advanced）系统中的关键技术之一它具有抵抗无线信道衰落、扩大系统容量及覆盖范围等优点而中继节点（RelayNodeRN）的选择策略则是能否实现中继协作通信的关键。文中主要对两跳中继协作通信中中继节点及其协作方式的选择进行了研究并在此基础上结合RN的位置信息提出了一种两跳多RN下基于放大转发（AmplifyForwardAF）与译码转发（DecodeForwardDF）方式的自适应中继协作方案。关键词：中继；LTE-A；选择策略；协作通信中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）11-0025-02中继协作通信是指通过发送节点与RN之间的协作来完成数据的传输[1]。它是在结合MIMO（Multiple-InputMultiple-Output）多天线技术与中继信道的思想后应运而生的既克服了MIMO系统中移动终端难以安装天线的困难又提高了系统传输的可靠性还可获得一定的空间分集增益。中继协作通信中中继节点的选择是实现中继协作通信的关键也是近年来研究的难点与热点。1概述目前所研究的RN的选择问题主要为：如何对参与协作的RN进行分配和管理即RN协作时机的选取问题、参与协作的RN的选择问题以及中继协作方式（中继转发策略）的选择问题等[2]。现阶段所研究的RN的选择问题包括单中继选择（从多个RN中选取最优的一个）和多中继选择（从多个RN中选取多个满足条件的RN）两大类这两种中继选择各有自己的特点并在一定程度上都能改善系统的性能。因此如何合理有效地选择RN及其相应的协作方式来进行数据的传输是一个十分关键的问题。理论上讲中继技术可以实现两跳/多跳、协同发送/接收、网格连接等更为复杂的传输模式和网络结构但在研究的现阶段由于引入RN后会给原来的通信链路带来一定的延时、干扰以及会占用原来通信链路的资源等问题因此目前所研究的中继协作通信技术都是最简单的基于两跳的中继协作。文章也主要对LTE-A系统下行链路基于两跳的多中继并行协作模型下中继节点及其协作方式的选择进行了研究并根据中继节点的位置信息及其协作方式提出了一种基于AF与DF方式的自适应中继协作方案。2两跳多中继节点中继选择策略的研究中继协作方式按照RN对接收信号处理方法的不同可以分为AF、DF和编码协作（CC）三种。其中AF和DF是中继协作通信中最为常用的两种中继转发策略但在研究的过程中AF中继协作方式多适用于SNR（SignaltoNoiseRatio）取值较大的情形下并会在接收端给其他的接收信号带来一定的干扰；而DF中继协作方式则适用于中继节点能够正确译码的情况在RN不能够正确译码的前提下使用DF中继协作方式则会造成资源的白白浪费。目前所研究的中继转发策略中大多只针对上述两种协作方式中的某一种较少有综合考虑AF与DF的优缺点去实现两者之间的自适应协作。目前所研究的基于两跳的多中继并行协作模型下的中继选择策略主要有：基于平均信道状态信息的中继转发策略、基于瞬时信道状态信息的中继转发策略、基于门限的中继转发策略以及基于位置信息的中继转发策略等[3]。其中常见的基于平均信道信息的中继转发策略又包括基于距离的中继转发策略、基于路径损耗的中继转发策略和基于信号与干扰加噪声比（SignaltoInterferenceplusNoiseRatioSINR）的中继转发策略三种。基于门限的中继协作方式的研究中关键问题是门限的选择不同衡量指标下门限值的选取不同则其对应协作方式下中继协作通信的性能也会不同。文献[4]主要研究了协作通信系统中单中继节点下一种基于门限的自适应中继转发策略该中继转发策略的基本原则为：中继节点通过比较其接收信号的SNR与源节点到中继节点之间链路的平均SNR来决定该中继节点是否作为使用AF（放大转发）方式的中继节点对不满足使用AF协作方式的中继节点则使用自适应译码转发方案即能够正确译码的中继节点采用DF（译码转发）协作方式参与协作不能正确译码的中继节点则不参与协作。基于位置信息的中继协作方式源于Z.LIN等人所提出的利用相对距离来选择中继节点的算法。此外Z.LIN等人在研究编码协作分集的技术中还提出了用户协作区域（UserCooperationRegion）的概念即通过协作能够降低系统BER的中继节点的地理位置的集合[5]。也就是说只要有中继节点分布在用户协作区域内就可以利用该中继节点来参与协作完成数据的转发从而降低系统的BER。3AF与DF自适应中继协作方案的研究由上述的