协作通信技术论文范文

1基本原理

协作通信是一种通过不同用户共享彼此天线而获得分集效果的新的空域分集方式。用户间的协作可以是互惠的，也可以是非互惠的，这里考虑非互惠的情况。如图1所示，协作通信系统中至少包括三个节点：源节点、目的节点和中继节点。协作通信的过程可以划分为两个阶段：第一阶段，源节点发送信息，中继节点接收信息，在此阶段目的节点可以接收信息，也可以不接收信息；第二阶段，中继节点对在第一阶段收到的信息进行转发，在此阶段源节点可以不发送信息，也可以重复发送与第一阶段相同的信息或者发送新的信息，目的节点对通过不同衰落信道到达的信号进行合并处理，从而提高信噪比，获得分集增益。中继节点可以采取不同的中继方式，其中放大转发和解码转发是最基本的两种方式。放大转发方式中，中继节点将在第一阶段接收到的受到噪声污染的信号进行线性放大后再转发给目的节点。放大转发方式可以获得满分集阶数，其主要缺点在于中继节点放大信号的同时也将噪声一同放大，造成噪声累积现象。解码转发方式中，中继节点收到源节点发送的信号后，先译码再转发，因此可以避免噪声累积现象。解码转发方式不能获得满分集阶数，当中继节点译码错误时会产生错误传播[5]。

2性能评价标准

比较重要的协作通信系统的性能评价标准包括：信道容量、频谱利用率、分集阶数、复用增益、能量增益、中断概率、错误概率以及协作通信的代价等[9]。

2.1信道容量：当用户间的信道质量较好时，通过协作可以显著提高系统的信道容量，但如果用户间的信道质量变差，则协作的系统容量将逐渐趋近于非协作的情况。

2.2频谱利用率：频谱利用率指单位频带内的信息速率。通过协作，可以提高系统的频谱利用率。

2.3分集阶数：系统的分集阶数d的定义如下：这里SNR为接收端的平均信噪比，Pe为系统的平均误比特率。

2.4复用增益：复用增益r的定义如下：这里R为系统的频谱利用率。

2.5能量增益：协作通信系统中用户的能量增益定义为其中，PD和PCO分别为达到特定通信质量要求，采取直接传输方式和协作方式所需的发射功率。

2.6中断概率和错误概率：研究表明，协作通信可以大大降低系统的中断概率和错误概率。

2.7协作通信的代价：协作通信系统的性能提高是需要付出一定代价的，比如系统复杂度的增加、协作建立过程中额外占用的资源、协作造成的时延等。上述几个性能指标相互关联，是协作通信系统性能在不同方面的具体体现。

3结束语

协作通信技术被提出之后受到了广泛的关注，它为未来移动通信实现更高传输速率和更好服务质量提供了一种有价值的参考方案，具有广泛的应用前景。

作者：韩宇辉王亓刘海洋吴佳男任壮付青伟单位：哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院