雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的中繼和用戶(hù)對(duì)選擇策略.pdf

1、在無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信中引入中繼技術(shù)能夠有效克服移動(dòng)無(wú)線(xiàn)信道的衰落，提高通信的可靠性，增大通信的覆蓋范圍。傳統(tǒng)單向中繼(OWR)由于工作在半雙工模式，在性能提高的同時(shí)也帶來(lái)了頻譜效率(SE)的損失。而全雙工中繼系統(tǒng)雖然可以彌補(bǔ)這一頻譜效率損失，但卻會(huì)給系統(tǒng)中自干擾的消除帶來(lái)困難。雙向中繼(TWR)的提出有效的解決了這一矛盾，使得在半雙工的工作模式下，完成一次信息交互所需要的時(shí)隙數(shù)從原來(lái)的4個(gè)時(shí)隙減少到了2-3個(gè)時(shí)隙，成倍地提高了頻譜效率，因此已

2、經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。對(duì)于由單個(gè)或多個(gè)用戶(hù)對(duì)以及多個(gè)可選中繼組成的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)，中繼和用戶(hù)對(duì)選擇是提升系統(tǒng)性能的重要研究?jī)?nèi)容。本文將討論這一場(chǎng)景的中繼和用戶(hù)對(duì)選擇策略。
　　 本文首先研究了由單個(gè)用戶(hù)對(duì)和多個(gè)可選中繼組成的放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的中繼選擇策略。通過(guò)在高信噪比條件下對(duì)AF雙向中繼網(wǎng)絡(luò)總速率表達(dá)式的近似，觀察兩跳鏈路增益乘積和系統(tǒng)總速率之間的關(guān)系，提出了一種基于可靠候選集、以最大化兩跳鏈路增益乘積為

3、標(biāo)準(zhǔn)的中繼選擇算法(MRS):第一步，在中繼處引入門(mén)限，將兩跳鏈路質(zhì)量均超過(guò)門(mén)限的中繼選出建立可靠候選集，以同時(shí)保證兩跳鏈路的質(zhì)量;第二步，在建立的可靠候選集中以?xún)商溌吩鲆娉朔e最大化為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行最佳中繼選擇。最后，通過(guò)仿真將該中繼選擇算法與現(xiàn)有AF單用戶(hù)對(duì)雙向中繼網(wǎng)絡(luò)三種典型的中繼選擇算法在不同功率分配情況進(jìn)行性能比較。仿真結(jié)果表明，該中繼選擇算法能在同時(shí)保證AF雙向中繼網(wǎng)絡(luò)兩跳鏈路質(zhì)量的前提下，提高系統(tǒng)的總速率。
　　 本文

4、進(jìn)一步研究了由多個(gè)用戶(hù)對(duì)和多個(gè)可選中繼組成的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的中繼和用戶(hù)對(duì)選擇策略。通過(guò)對(duì)多用戶(hù)對(duì)多個(gè)可選中繼組成的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行權(quán)重二部圖(WBG)建模，并依據(jù)系統(tǒng)性能影響因素合理設(shè)計(jì)權(quán)重，從而將以最大化系統(tǒng)總速率為目標(biāo)的中繼和用戶(hù)對(duì)選擇策略問(wèn)題等效為權(quán)重二部圖的最大權(quán)匹配問(wèn)題。利用圖論的最大權(quán)匹配算法(MWM)，提出了最大權(quán)匹配選擇策略(MWS)。并在用戶(hù)對(duì)個(gè)數(shù)大于可選中繼個(gè)數(shù)時(shí)，進(jìn)一步同時(shí)考慮系統(tǒng)總速率和用戶(hù)對(duì)公平性，提出了最大權(quán)匹