基于公平性原則的移動協(xié)同通信系統(tǒng)中繼選擇技術(shù)研究.pdf

1、通過中繼節(jié)點輔助源節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)同通信是未來無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率覆蓋的解決方案。該技術(shù)為應(yīng)對衰落的無線傳播環(huán)境提供了空間分集，降低了業(yè)務(wù)的中斷概率。尤其是與多入多出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)通信技術(shù)相比，協(xié)同通信技術(shù)不需要增加發(fā)射和接收的天線根數(shù)便能夠獲得分集增益，為協(xié)同通信系統(tǒng)的實際應(yīng)用提供了很好的可行性。協(xié)同通信過程需要中繼節(jié)點，因此，在存在多個可能中繼的情況下，中繼選擇對

2、協(xié)同通信系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。中繼節(jié)點的公平選擇可以有效改善協(xié)同通信系統(tǒng)中的資源平衡配置利用以及用戶體驗。然而，現(xiàn)有的中繼選擇方法通常帶來中繼負(fù)荷的失衡，可能導(dǎo)致資源的不公平利用，嚴(yán)重?fù)p害用戶體驗的滿意度。因此，本文圍繞基于公平性原則的移動協(xié)同通信系統(tǒng)中繼選擇技術(shù)問題開展了研究，主要貢獻(xiàn)體現(xiàn)在以下方面:
　　(1)在建立中繼網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上，分析了最優(yōu)中繼選擇(BRS，Best RelaySelection)算法帶來的中繼負(fù)荷失衡問

3、題，并針對基于模糊控制的負(fù)荷平衡中繼選擇(LBRS，Load Balancing Relay Selection)算法中存在的較低平均信噪比區(qū)域誤比特率偏高的問題，在對BRS算法進(jìn)行變型后結(jié)合LBRS算法提出了一種基于負(fù)荷平衡的混合式中繼選擇(HRS，Hybrid Relay Selection)算法。仿真結(jié)果表明，HRS算法在平衡中繼節(jié)點負(fù)荷上具有非常顯著的優(yōu)勢，在誤比特率(BER，Bit Error Rate)性能上稍遜于BRS算法

4、，總體上是一種性能優(yōu)異的中繼選擇算法。
　　(2)針對現(xiàn)有的多天線中繼選擇方法在中繼選擇過程中較少考慮到天線選擇，沒有考慮資源公平利用的問題，提出了一種基于公平性原則的多天線中繼選擇(FMRS，F(xiàn)airness-based Multi-antenna Relay Selection)算法。FMRS算法在選擇中繼節(jié)點的過程中不僅考慮鏈路的信噪比因素，而且兼顧中繼資源公平利用問題，同時，對于固定的多天線中繼基站，將中繼基站的天線選擇與