1、南 京 工 程 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)作 者： 林森 學(xué) 號： 系 部： 康尼學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程（計(jì)算機(jī)通信） 題 目： 無線協(xié)作系統(tǒng)的仿真與性能分析 （協(xié)作策略） 指導(dǎo)者： 楊潔 講師 評閱者： 2013 年 6 月 南 京Wireless Cooperative Communication system simulation and performance analysisA Dissertation Submitted toNanjing Institute of TechnologyFor the Academic Degree of Bachelor of Science

2、BySen LinSupervised byLecturer Jie YangCollege of Communication EngineeringNanjing Institute of Technology June 2013 摘要為了滿足人們對無線多媒體通信業(yè)務(wù)不斷增長的需要，協(xié)作通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文研究了無線協(xié)作通信中的部分協(xié)作策略。其中比較主流的是放大轉(zhuǎn)發(fā)（AF）和解碼轉(zhuǎn)發(fā)（DF）。本文首先分析了不同協(xié)作策略的工作原理，然后利用MATLAB來仿真了不同信噪比下AF和DF協(xié)作通信系統(tǒng)的誤碼率性能。從仿真結(jié)果可以對以下一些問題進(jìn)行判斷：在不同信道條件下，AF、DF和傳統(tǒng)的直連方式相比

3、優(yōu)勢在哪里，缺點(diǎn)在哪里。通過比較相同的信噪比條件下不同傳輸方式的誤比特率以及功耗等參數(shù)可以判斷一種無線通信方式的優(yōu)劣，而這次研究，就是要運(yùn)用MATLAB軟件，來完成對不同協(xié)作策略以及不使用協(xié)作情況下的通信效果的仿真，從而得以判斷不同通信方式的好壞，加深對自身專業(yè)的了解。本文的研究成果，可以為無線通信系統(tǒng)的建模和設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。本論文的主要內(nèi)容包括：無線協(xié)作通信原理；協(xié)作通信中不同協(xié)作策略；MATLAB仿真流程，用MATLLAB編程實(shí)現(xiàn)無線協(xié)作通信系統(tǒng)仿真。關(guān)鍵詞：協(xié)作通信；放大轉(zhuǎn)發(fā)；解碼重傳；誤碼率AbstractIn order to satisfy peoples growing wir

4、eless multimedia communication service needs, collaboration, communication technology emerged. This paper studies the wireless cooperative communications collaboration strategy. Which is amplified more mainstream forwarding (AF) and decode forward (DF). This paper analyzes the different collaboratio

5、n strategy works, then use MATLAB to simulate the amount of different SNR AF and DF cooperative communication system BER performance. From the simulation results can be seen: is to compare different channel conditions, AF, DF, and compared to the traditional straight edge where shortcomings where th

6、e same SNR different transmission bit error rate and power consumption and other parameters to judge the merits of a wireless communication system the major parameters of this study is to use MATLAB software to complete collaborative strategies for different circumstances and without the collaborati

7、on of the communication results of the simulation, so that it can determine the different communication good or bad way to deepen their professional knowledge. The research results can provide a wireless communication system modeling and design provide a theoretical basis.The main contents of this p

8、aper include: wireless cooperative communication theory; collaborative communication in different collaboration strategy; MATLAB simulation processes, M collaboration with MATLLAB programming wireless communication system simulation.Keywords: Cooperative Communication AF DF BER目錄第一章 緒論11.1選題背景與意義11.

9、2 研究現(xiàn)狀11.3 論文主要研究內(nèi)容2第二章 協(xié)作通信概述42.1 協(xié)作通信系統(tǒng)模型42.2幾種中繼方式簡介52.2.1固定放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議簡介62.2.2 固定解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議簡介72.2.3 幾種其他的協(xié)作策略82.3 幾種合并方式概述92.4分集增益10第三章 主要程序及流程圖12第四章 仿真結(jié)果與分析204.1 AF與DF的理論和實(shí)際誤碼率比較20第五章總結(jié)與展望24致謝26參考文獻(xiàn)27附錄A 主要程序28第一章 緒論1.1選題背景與意義無線協(xié)作系統(tǒng)因?yàn)槠湓谠黾酉到y(tǒng)可靠性以及傳輸速率上的作用，近年來稱為了研究的熱點(diǎn)之一，在無線環(huán)境中，單天線便攜式移動節(jié)點(diǎn)可以協(xié)調(diào)地共享其他節(jié)點(diǎn)的資源，在源節(jié)點(diǎn)

10、與目的節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)建多條通信鏈路，形成一個MIMO系統(tǒng)，從而為小型移動設(shè)備的MIMO實(shí)用化提供了一條出路。在不久的將來，協(xié)作通信技術(shù)將會發(fā)展成為未來無線通信領(lǐng)域廣泛采用的傳輸技術(shù)之一，因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)有著非常重要的實(shí)際意義，因?yàn)閰f(xié)作通信的策略研究是信息社會的主要支柱, 是國家國民經(jīng)濟(jì)的神經(jīng)系統(tǒng)和命脈,是現(xiàn)代高新技術(shù)的重要組成部分,作為學(xué)生，有必要對國內(nèi)外關(guān)于無線協(xié)作通信理論的研究成果有一定的了解。無線通信發(fā)展至今，隨著人們對高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和服務(wù)質(zhì)量要求的不斷提高，要求下一代無線通信系統(tǒng)能夠提供更高的傳輸速率和質(zhì)量更高的無線覆蓋，然后無線信道固有的衰落特性會導(dǎo)致信號傳輸質(zhì)量的下降，在實(shí)際無線通信系

11、統(tǒng)中，通常只在基站端配置多根天線，而對于移動終端，由于體積，重量以及功耗方面的限制，在其上配置多跟天線的方法難以實(shí)現(xiàn)，為了解決這一問題，實(shí)現(xiàn)終端的分送分集，產(chǎn)生了一種新的空間分集方式，這種方式被稱作協(xié)作分集，分集增益通過網(wǎng)內(nèi)移動終端的相互協(xié)作獲得，網(wǎng)內(nèi)多個移動終端組成協(xié)作伙伴，協(xié)作伙伴之間對數(shù)據(jù)進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，即每個移動終端都不僅發(fā)送自己的信息，還要發(fā)送協(xié)作伙伴耳朵信息，通過使用伙伴的天線來發(fā)送經(jīng)歷獨(dú)立衰落的副本，從而使單天線的移動終端也能實(shí)現(xiàn)空間分集。11.2 研究現(xiàn)狀一個無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常可以被看做一些試圖相互通信的節(jié)點(diǎn)的集合，但是從一個角度而言因?yàn)闊o線通信廣播的特性存在，我們可以把這些節(jié)點(diǎn)近

12、似的看做是分布天線集合，利用這一理論依據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)就可以利用相互協(xié)作來進(jìn)行信息處理和分布式傳輸，可以吧一個協(xié)作節(jié)點(diǎn)看做源節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)，因?yàn)橐陨系脑颍瑓f(xié)作通信就可以在源目的節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成類似于MIMO信道的獨(dú)立傳輸鏈路。2從本質(zhì)上來說，可以把協(xié)作通信看做一種廣義的MIMO概念，它可以利用無線通信廣播特性而在節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生能夠相互輔助的一種新的結(jié)構(gòu)，可以用分布式的方法來進(jìn)行通信處理，并且能夠獲得與MIMO系統(tǒng)相仿的優(yōu)勢，這種方法可以產(chǎn)生新的通信技術(shù)從而使信道容量以及其性能得到提高，并且降低了電池的損耗從而延長了網(wǎng)絡(luò)壽命，而且還提高了吞吐量以及多接入方案的穩(wěn)定域，擴(kuò)展傳輸范圍，提供多媒體通信中源

13、-信道編碼方式的折中協(xié)作通信主要是考慮協(xié)作通信中大多數(shù)的物理層問題并闡述在寫作框架下的不同和提升之處。要求對分布式空時和空頻編碼方案有一定的了解，學(xué)會不同的協(xié)作通信方案來降低收發(fā)機(jī)的復(fù)雜度，研究寫作時的能量效率問題，同時還要考慮到實(shí)際的傳輸，處理，接收和能量損耗。協(xié)作網(wǎng)絡(luò)這一階段主要研究協(xié)作通信物理層上的影響，包括MAC層網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，主要考慮多接入情況下協(xié)作通信在容量和穩(wěn)定域提高方面的效果，研究語音內(nèi)容的特殊屬性如何能夠通過有效的資源分配來進(jìn)行調(diào)整，并進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的性能，對信道編碼和多媒體內(nèi)容之間的折中效應(yīng)要有一定的了解。而為什么要研究和開發(fā)無線協(xié)作通信呢？無線信道的衰落特性是阻礙信道容

14、量增加和服務(wù)質(zhì)量改善的主要原因之一，而MIMO技術(shù)室應(yīng)對衰落的有效方法，但是MIMO技術(shù)要求每個通信設(shè)備必須具有多根天線，往往不易實(shí)現(xiàn)，協(xié)作通信策略正式在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生的，協(xié)作通信的概念是建立在中繼信道模型的基礎(chǔ)上，受MIMO技術(shù)的啟發(fā)而提出的，在無線協(xié)作通信領(lǐng)域中等到廣泛的應(yīng)用，稱為下一代無線通信技術(shù)的重要研究領(lǐng)域。 針對傳統(tǒng)用戶，協(xié)作策略要求用戶在正交子信道上進(jìn)行中繼傳輸，導(dǎo)致系統(tǒng)頻譜利用率效率低的問題，分別提出了單天線和多天線目的端場景下的結(jié)合分布式空空編碼DSTC和分布式預(yù)編碼DP方案。10 ,從而解決了上述的問題。1.3 論文主要研究內(nèi)容近年來，隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對

15、于無線通信的質(zhì)量及性能提出了很高的要求。下一代無線通信系統(tǒng)不僅需要提高數(shù)據(jù)傳輸速率,而且還要確保系統(tǒng)能夠滿足不同媒體所要求的服務(wù)質(zhì)量。無線信道衰落極大地限制了無線通信的性能，而分集技術(shù)則能很好地對抗無線信道衰落，基于分集技術(shù)出現(xiàn)了MIMO、協(xié)同通信等技術(shù)5。MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、高傳輸質(zhì)量和高系統(tǒng)容量的未來高速寬帶移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,具有廣闊的應(yīng)用前景，目前針對單純MIMO系統(tǒng)的研究已日漸成熟。相對而言，協(xié)同通信能以較低的硬件復(fù)雜度獲得分集增益,相關(guān)技術(shù)尚在快速發(fā)展中。對于協(xié)同無線通信系統(tǒng),協(xié)同中繼策略是目前研究的熱點(diǎn)問題6。在AF中繼策略的基礎(chǔ)上對單源單宿多中繼半雙工兩跳MI

16、MO無線網(wǎng)絡(luò)的分布式中繼策略進(jìn)行了研究和分析。對于這樣的中繼網(wǎng)絡(luò)，目前已有很多文獻(xiàn)對其進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的分布式中繼方案，其中包括在中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行QR分解的中繼方案:QR-P-QR、QR-P-ZF和ZF-P-QR,以及在目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行QR分解的中繼方案:MF和MF-RZF。本文首先對QR-P-QR、QR-P-ZF和ZF-P-QR三種方案進(jìn)行研究和分析7。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要研究對象就是對協(xié)作策略，協(xié)作通信技術(shù)可以提高無線通信鏈路的可靠性，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)之一，當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者能夠更好地了解信道條件，多用戶通信環(huán)境等，就能夠充分利用這些因素來提高系統(tǒng)的性能，協(xié)作通信的目的就是充分利用網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)資源

17、來幫助有通信需求的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行高速可靠地?zé)o線通信8。協(xié)作通信策略根據(jù)通信伙伴節(jié)點(diǎn)的方式不同，可分為FIXED-RELAYING,SELESTION-Relaying，Incremental-Relaying等幾種協(xié)作通信策略9。第二章 協(xié)作通信概述2.1 協(xié)作通信系統(tǒng)模型協(xié)作通信可以有效的解決無線通信中的低信噪比信號檢測、信號編碼和斷續(xù)通信等難題，協(xié)作通信的目的就是充分利用網(wǎng)絡(luò)中的空余節(jié)點(diǎn)資源來幫助有通信需求的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可靠、高速地?zé)o線通信。目前，無線通信中的移動電話業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)正在迅速發(fā)展，未來無線網(wǎng)絡(luò)將承擔(dān)更多的高質(zhì)量的業(yè)務(wù)，因此對信息速率等系統(tǒng)性能提出了相當(dāng)高的要求。因?yàn)镸IMO

18、系統(tǒng)能較大的提高系統(tǒng)容量，所以提出了虛擬MIMO系統(tǒng)（分布式MIMO系統(tǒng)），也就是我們所說的協(xié)作通信技術(shù)，MIMO系統(tǒng)的收發(fā)兩端有多個獨(dú)立天線，而協(xié)作通信技術(shù)則是單天線的收發(fā)節(jié)點(diǎn)。利用空間其他的一些節(jié)點(diǎn)，然后采用協(xié)作的方式來構(gòu)成分布式MIMO系統(tǒng)，從而獲取MIMO系統(tǒng)所具有的系統(tǒng)性能 和直連不同，協(xié)作通信中用戶和基站是通過如圖2.1所示的中繼信道來產(chǎn)生的。中繼信道可看做是源和目的節(jié)點(diǎn)之間添加的一個輔助信道。因此協(xié)作通信中最關(guān)鍵的一個過程就是對來自中繼的源節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行處理。而不同的處理方法也就產(chǎn)生了不同的協(xié)作通信協(xié)議。廣義上，協(xié)作通信可以分成固定中繼方案和自適應(yīng)中繼方案這兩種。在固定中繼方案中，

19、源和目的節(jié)點(diǎn)之間以固定的方式進(jìn)行劃分信道資源。根據(jù)所采用的協(xié)議不同而產(chǎn)生不同的中繼處理信息的方法。當(dāng)采用固定放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼協(xié)議時，中繼簡單地將接收到的信號量化然后放大，接著將其轉(zhuǎn)發(fā)給目的端.而另外一種處理方式則是將接收到的信號譯碼然后重新編碼后再發(fā)送給接收端，這種中繼方法被稱為固定譯碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼協(xié)議（DF）。 圖2.1 協(xié)作通信的模型 該系統(tǒng)中，一方面信源節(jié)點(diǎn)會浪費(fèi)一部分的資源(包括帶寬、發(fā)射功率等)來用于節(jié)點(diǎn)之間相互轉(zhuǎn)發(fā)信息，因而造成有效通信數(shù)據(jù)流量的下降；另一方面協(xié)作通信系統(tǒng)產(chǎn)生的協(xié)作通信增益會使系統(tǒng)中的有效通信數(shù)據(jù)流量增加，當(dāng)協(xié)作通信產(chǎn)生的正面效應(yīng)比負(fù)面效應(yīng)大時，系統(tǒng)便會相應(yīng)得到性能上的增益

20、。當(dāng)然，協(xié)作通信并不只限于兩個用戶之間，也可以是多用戶的相互協(xié)作，即一個用戶可以同時擁有很多的合作伙伴，協(xié)作分集以多個用戶共享天線或其他網(wǎng)絡(luò)資源的形式構(gòu)造出虛擬陣列，利用信號處理和分布式傳輸?shù)确椒ǐ@得分集增益。因此，協(xié)作通信不僅僅能夠在蜂窩系統(tǒng)中應(yīng)用，在一些應(yīng)用環(huán)境諸如無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)以及無線局域網(wǎng)絡(luò)等也同樣適用，今后還有可能將這些網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，形成一種全新的智能網(wǎng)絡(luò)，引起移動通信領(lǐng)域的重大變革。在選擇中繼方案中，當(dāng)中繼接收到的信噪比大過一定門限值的時候，則中繼就會對信號進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)發(fā)，如若不然，則源到中繼的信道經(jīng)歷嚴(yán)重的衰落以至于信噪比低于該門限值，則中繼就不會轉(zhuǎn)發(fā)。進(jìn)一步

21、，若源知道目的譯碼錯誤，則源可以重復(fù)發(fā)送或者由中繼協(xié)助發(fā)送，這種方法稱為增量中繼，這種情況下，就需要一個從目的到源的反饋新到了。下面幾個章節(jié)，就分別對集中協(xié)作策略進(jìn)行分析和比較。2.2幾種中繼方式簡介中繼方式，也就是協(xié)作策略，簡單來講就是指在協(xié)作通信過程中對傳輸信號的處理方式，按照處理方式不同來區(qū)分，主要分為固定中繼模式、選擇中繼模式和增量中繼模式。無線通信系統(tǒng)利用協(xié)作傳輸技術(shù)，在接收節(jié)點(diǎn)通過合并來自多條獨(dú)立衰落信道的數(shù)據(jù)樣本，可以有效地解決信道衰落的影響，從而獲取分集增益，以此來提高系統(tǒng)的傳輸可靠性。目前，已經(jīng)有許多協(xié)作傳輸協(xié)議被相繼提出。其中，按不同的中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式區(qū)分，主要可以分為兩大類：

22、放大轉(zhuǎn)發(fā)（Amplify-and-Forward，AF）和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)（Decode-and-Forward，DF）。在此基礎(chǔ)上，還優(yōu)化了這兩類協(xié)作傳輸協(xié)議，提出了可以進(jìn)行協(xié)作中繼節(jié)點(diǎn)選擇的協(xié)作傳輸協(xié)議、應(yīng)用有效編碼技術(shù)（如協(xié)作編碼、空時編碼等）的新的協(xié)作傳輸協(xié)議和增加了有限反饋（增量中繼等）的協(xié)作傳輸協(xié)議。本文旨在驗(yàn)證協(xié)作通信理論對系統(tǒng)性能的改善，故僅對最基礎(chǔ)的AF與DF模式進(jìn)行分析、仿真，對于其他協(xié)作協(xié)議，不作深入討論。在此基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了兩種自適應(yīng)的選擇中繼（Selection-Relaying，SR）和增強(qiáng)中繼（Incremental Relay，IR）。選擇中繼模式時，當(dāng)信源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)

23、間的信道條件較好時，中繼節(jié)點(diǎn)將其從信源節(jié)點(diǎn)所接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)給接收端；否則，中繼節(jié)點(diǎn)將不轉(zhuǎn)發(fā)它從信源節(jié)點(diǎn)接收到的信息，此時系統(tǒng)等同于非協(xié)作通信系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)處于增強(qiáng)中繼模式時，類似于ARQ協(xié)議，中繼節(jié)點(diǎn)解碼源信號，并將解碼判決信息反饋給源節(jié)點(diǎn)，告知源節(jié)點(diǎn)是否正確譯碼，然后由源節(jié)點(diǎn)決定是否繼續(xù)進(jìn)行協(xié)作。這種對是否協(xié)作的選擇，從而形成了自適應(yīng)中繼。隨著對協(xié)作通信研究的深入，各種新的中繼協(xié)議不斷被提出，而本文主要旨在采用AF和DF來論證協(xié)作通信的性能，對其他的中繼協(xié)議不再做深入討論了2.2.1固定放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議簡介固定放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議通常被簡稱為其英文縮寫AF協(xié)議。當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)用此協(xié)議時，中繼先將接收到的信號進(jìn)

24、行量化放大，然后后轉(zhuǎn)發(fā)給目的端。放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼信道可建模如下。中繼和目的端接收到的源發(fā)送的信號為： （2-1） 其中，分別是源到目的節(jié)點(diǎn)和源到中繼端的信道衰落系數(shù)，并且還被建模成瑞麗衰落信道。和表示零均值切方差為的加性高斯白噪聲。在這個協(xié)議下，中繼將源的信息放大后轉(zhuǎn)發(fā)給目的端，目的端則對中的信道衰落進(jìn)行理想均衡。中繼則只是簡易地將接收到的信號用一個因子進(jìn)行量化，該因子與接收功率成反比，可表示為： （2-2） 因此，中繼最后發(fā)送的信號是，發(fā)射功率與源的發(fā)射功率相同，而目的端最后接收到的信噪比是源和中繼這兩個鏈路的信噪比之和。源到目的端的信噪比可以表示為： （2-3） 圖2.2 單中繼AF協(xié)作通信原

25、理2.2.2 固定解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議簡介固定中繼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議還有著另一種中繼方式，叫做固定解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議，簡稱DF。它可以對接收到的信號進(jìn)行譯碼然后重新編碼再發(fā)送給接收端。通常情況下只有在不會與選擇性譯碼轉(zhuǎn)發(fā)混淆的情況下采用。需要注意的是，中繼譯碼不一定都是正確的，如果譯碼錯誤了還將信號轉(zhuǎn)發(fā)到目的端，這樣的話在目的端進(jìn)行譯碼就沒有意義了。因此，DF方案的分集增益為1，因?yàn)橄到y(tǒng)的性能被源到中繼以及源和目的節(jié)點(diǎn)之間的最差鏈路所限制。盡管固定DF中繼比AF的加性噪聲少了很多，但是它可能會向目的端發(fā)送錯誤信號，這就樣就導(dǎo)致了錯誤傳播，從而降低了系統(tǒng)性能。源到目的端之間的互信息量受到原道中繼的鏈路及源到目的、中繼到

26、目的的聯(lián)合鏈路中的較小互信息量所限制。因此，固定中繼盡管具有易于實(shí)施的優(yōu)勢，但是其頻譜效率卻很低，這是因?yàn)橛幸话氲男诺蕾Y源被分配給中繼進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這就降低了整個信道的速率，特別是當(dāng)源到目的的信道并不是特別差的時候，這個時候源發(fā)給目的的數(shù)據(jù)大部分都可以被正確譯碼，這樣中繼的轉(zhuǎn)發(fā)就浪費(fèi)了。 圖 2.3 單中繼DF協(xié)作通信原理2.2.3 幾種其他的協(xié)作策略固定中繼有著便于實(shí)施的優(yōu)勢，但是它的缺點(diǎn)在于其較低的頻譜效率。造成這種現(xiàn)象的主要原因是一半的信道資源都被用來中繼轉(zhuǎn)發(fā)，這樣就反而降低了整個系統(tǒng)的速率，而且當(dāng)源和目的的信道不是很差的時候，這樣的影響更加嚴(yán)重，因此，想要解決這種問題，就必須要有一種新的中

27、繼策略來解決這個問題，這時就產(chǎn)生了兩種新的中繼方式分別是自適應(yīng)的選擇中繼（Selection-Relaying，SR）和增強(qiáng)中繼（Incremental Relay，IR）。選擇中繼模式時，當(dāng)信源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)間的信道條件較好的時候，中繼節(jié)點(diǎn)便將其從信源節(jié)點(diǎn)所接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)給接收端；否則，中繼節(jié)點(diǎn)就不對其從信源節(jié)點(diǎn)所接收到的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，此時系統(tǒng)等同于非協(xié)作通信系統(tǒng)。當(dāng)增強(qiáng)中繼模式時，類似于ARQ協(xié)議，中繼節(jié)點(diǎn)就對源信號進(jìn)行解碼，并反饋解碼判決信息給源節(jié)點(diǎn)，然后告知源節(jié)點(diǎn)譯碼的正確與否，然后由源節(jié)點(diǎn)決定是否繼續(xù)進(jìn)行協(xié)作。這種對是否協(xié)作的選擇，就形成了自適應(yīng)中繼。下面就對幾種新的中繼策略略作介

28、紹。(1)壓縮轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作 壓縮轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作和譯碼/放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作最主要的區(qū)別在于后者的中繼轉(zhuǎn)發(fā)的是接收信號的副本，而壓縮轉(zhuǎn)發(fā)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)是將接收到的信號量化及壓縮后的新的信號。因此，目的節(jié)點(diǎn)將由中繼發(fā)送的量化壓縮后的信息和源發(fā)送的信息進(jìn)行聯(lián)合操作。進(jìn)行信源編碼的過程就是中繼節(jié)點(diǎn)的量化壓縮過程，即，用一系列符號來表示每個可能接收到的信息。在目的節(jié)點(diǎn)，通過解碼接收到的一系列比特來得到量化壓縮后的信息的估計(jì)值。但是這個譯碼操作只是很簡單地接收到的比特映射為一系列的值，從而估計(jì)出發(fā)送的信息。映射過程一般情況下會產(chǎn)生失真，且失真也可以看做是一種噪聲。(2)編碼協(xié)作編碼協(xié)作不同之處在于之前所講的方案之處在于這種協(xié)作

29、主要是在信道編碼這個層面上應(yīng)用。而之前的方案諸如放大轉(zhuǎn)發(fā)和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)基本上都是中繼對源比特進(jìn)行重復(fù)，而在編碼協(xié)作上，中繼卻是發(fā)送了增量冗余，源發(fā)送的碼字在接收端與之結(jié)合之后，這樣反而產(chǎn)生了比較多冗余。編碼協(xié)作中，一個碼字被分成了兩個部分發(fā)送，每一部分是經(jīng)過不同的路徑或者信道，其主要步驟是編號排序，編碼協(xié)作的一次信息輸出循環(huán)是這樣的：循環(huán)開始于源節(jié)點(diǎn)的一個包含個信息符號的符號塊松緊尋壞冗余校驗(yàn)編碼器（CRC）；然后將CRC編碼的結(jié)果送入一個前向糾錯碼（FEC）編碼器，從而產(chǎn)生出一個包含個符號的碼字，因此，它的傳送速率為；之后，將該碼字向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送，同時源節(jié)點(diǎn)的協(xié)作伙伴對其進(jìn)行監(jiān)聽；接收到源發(fā)送的

30、信息之后，其伙伴節(jié)點(diǎn)將FEC和CRC碼解碼；CRC編碼器的輸出再進(jìn)入一個FEC編碼器，然后就會產(chǎn)生一個符號長度為的碼字；這時就可以計(jì)算出伙伴節(jié)點(diǎn)的信道編碼速率為 (3)其他 除了上述的幾種協(xié)作策略之外，還有著其他許多種的協(xié)作策略，其中比較重要的是自適應(yīng)協(xié)作策略，他可以顯著提高中繼協(xié)議的有效性，自適應(yīng)協(xié)作策略主要包括選擇性DF中繼和增量中繼，這里就不做贅述了。2.3 幾種合并方式概述影響無線通信質(zhì)量的主要因素之一是衰落效應(yīng)。而其中的快衰落深度甚至可以達(dá)到3040dB，如果想通過增加天線尺寸、加大發(fā)射功率和高度之類的方法來克服這種深衰落其實(shí)是不可能實(shí)現(xiàn)的，而且還會干擾其它的電臺。為了解決這個問題可

31、以使用分集增益的方法，即在若干個支路上同時接收相互間相關(guān)性不大的但卻載有同一信息的信號，然后通過合并的方法再將各個支路信號合并然后輸出，這樣接收終端上的深衰落概率就會大大降低。相應(yīng)的,為了減輕衰落的影響,還需要使用分集接收技術(shù)，以獲得分集增益，從而提高接收靈敏度，這種技術(shù)在包括移動通信，短波通信等隨參信道中得到了廣泛的應(yīng)用。這些分集接收技術(shù)在第二和第三代移動通信系統(tǒng)中都已得到了廣泛 應(yīng)用。目前比較常見的合并方式主要有以下三種： 圖2.4 合并方式比較(1)最大比合并（MRC）最大比合并的基本原理是在接收端增加多個分集支路，經(jīng)過相位調(diào)整后，按照一定的增益系數(shù)，同相相加，再進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測。在接

32、受端對各個不相關(guān)的分集支路進(jìn)行了相位校正，并先按照適當(dāng)?shù)目勺冊鲆孢M(jìn)行加權(quán)再相加處理，然后再送入檢測機(jī)制中進(jìn)行相干檢測。在進(jìn)行合并的時候可以假設(shè)第i個支路的可變增益加權(quán)系數(shù)由該分集之路的信號幅度與噪聲功率的比值計(jì)算得到。最大比合并方案在接收端完成的工作主要是對接收到的信號進(jìn)行線性處理，然后再利用最大似然檢測技術(shù)就可以對發(fā)端的發(fā)送出來的信息進(jìn)行還原。其譯碼過程簡便并且易于實(shí)現(xiàn)。合并增益正比于分集支路數(shù)N 。(2)選擇合并（SC） 采用選擇合并技術(shù)時，個接收機(jī)的輸出信號先送入選擇邏輯器，選擇邏輯器再從接收到的所有信號中選取其中具有最高基帶信噪比的基帶信號作為輸出的信號。并且每多加上一支分集的支路，對

33、選擇式分集輸出信噪比只能貢獻(xiàn)其總分集支路數(shù)的倒數(shù)倍。(3)等增益合并（EGC）等增益合并也可被稱為相位均衡，它僅僅是對信道的相位偏移進(jìn)行校正，而對幅度不做校正。等增益合并不是任何意義上的最佳合并方式，只有假設(shè)每一路信號的信噪比相同時，在信噪比理想最大化的基礎(chǔ)上，它才是最佳的。它輸出的結(jié)果是各路信號幅值的疊加。對于CDMA等系統(tǒng)，它很好的維持了接收信號中各個用戶信號間的正交狀態(tài)，此時就可認(rèn)可衰落在各個通道間造成的差異，也不影響系統(tǒng)的信噪比。當(dāng)在某些系統(tǒng)中對接收信號的幅度測量不便時就可選用EGC。 當(dāng)分集重?cái)?shù)較大時，等增益合并與最大比合并后相差不躲，在1dB左右。等增益合并實(shí)現(xiàn)比較簡單，設(shè)備也很簡

34、單。2.4分集增益分集性能指把不采用分集技術(shù)和采用分集技術(shù)的兩種情況進(jìn)行對比，從而得以減輕深衰落影響。為了給分集改善程度提供一個定性的指標(biāo)，常用分集改善度和分集增益這兩個指標(biāo)來進(jìn)行衡量。本文中，主要采用的是分集增益來體現(xiàn)協(xié)作分集的性能好壞。分集增益（diversity gain），在所給的參考文獻(xiàn)中，只是對分集增益進(jìn)行了模糊的解釋，有的說是分集增益就是等同于于分集階數(shù)（diversity order），也就是說在傳輸過程中提供的同一信號獨(dú)立副本的最大數(shù)目；有的則認(rèn)為分集增益的本質(zhì)就是為了提高SINR，提高幾個db的量化，可以說分集增益與分集階數(shù)有關(guān)；還有很多其他的概念如自由度增益、陣列增益、功

35、率增益、復(fù)用增益等其他的增益方式。本文的理解，增益，就是增加收獲和益處，通常用兩個給定的參量（其數(shù)值可以對行為的一 圖2.5傳統(tǒng)分集技術(shù)直觀理解圖組物理性質(zhì)中的任何一個性質(zhì)或者一個系統(tǒng)的特征進(jìn)行描述）的比較來表征。可見，分集增益通過利用發(fā)射分集和接收分集來增加SNR曲線的斜率。分集階數(shù)也就是收發(fā)天線數(shù)增加，斜率就會增加，分集增益就會越大。在高信噪比下分集增益對系統(tǒng)性能的提高顯得尤為重要。因?yàn)樵谛旁氡容^高時分集增益近似可以看做誤碼率曲線的斜率。所以，本文中，分析系統(tǒng)的性能的主要方法就是觀察誤碼率曲線的斜率，從而可以定性的對實(shí)際分集增益進(jìn)行分析那么，分集是通過什么樣的方法獲得增益的呢？舉例來講，從

36、兩個天線分別發(fā)送出去同一個信號，這個時候，如果把兩條鏈路信道狀態(tài)看做是獨(dú)立同分布的，那么其各鏈路接收的也就是近似相同的SINR。這樣，經(jīng)過接收然后合并，其SINR值約等于單鏈路的2倍。直觀上的來說，在接收端接收到單鏈路時的2倍的信號強(qiáng)度，但噪聲卻不一定是2倍的原先噪，根據(jù)噪聲分布情況的不同將會有一定程度的抵消作用，只會小于2倍，那么此時合并后的信噪比就會比單鏈路時的信噪比大了。分集得到的增益就是這個打出來的部分。第3章 主要程序及流程圖本文對AF和DF的仿真采用MATLAB實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)采用BPSK調(diào)制、無信道編碼、蒙特卡洛循環(huán)仿真方法，信道的狀態(tài)信息對接收節(jié)點(diǎn)是已知的，而對發(fā)送節(jié)點(diǎn)是未知的。接收

37、節(jié)點(diǎn)對接收到的信號采用相關(guān)檢測。源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)之間以及二者和目的節(jié)點(diǎn)之間的信道是相互獨(dú)立的，服從瑞利慢衰落。3.1 主要參數(shù)說明在進(jìn)行MATLAB仿真前首先要對程序中的幾個主要參數(shù)進(jìn)行定義，如下圖所示： 圖3.1 程序中各參數(shù)說明3.2程序流程圖MTALAB的主要仿真過程流程圖如下圖所示： 圖 3.2 程序流程圖3.3程序的結(jié)構(gòu) 程序的主體結(jié)構(gòu)及循環(huán)模式如下圖所示： 圖3.3 程序的整體結(jié)構(gòu)圖主程序及調(diào)用的函數(shù)可見附錄A，下面對主程序中部分功能和用途進(jìn)行進(jìn)一步分析。3.4瑞利衰落信道模型為了簡化程序，所有信道都是采用恒參的瑞利衰落信道，即在一次蒙特卡洛循環(huán)中，衰落系數(shù)是一個恒定的復(fù)數(shù)，在程序

38、中由以下語句體現(xiàn)： function H = RayleighCH(sigma2) % average value(0) mu = 0; sigma = sqrt(sigma2); % Standard deviation() H = normrnd(mu,sigma)+j*normrnd(mu,sigma);其中方差是信道正態(tài)分布的均值，所以只需要輸入方差就可以得到信道系數(shù)，函數(shù)的功能是生成均值為MU、標(biāo)準(zhǔn)差為SIGMA的正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)據(jù)。3.5加性噪聲模型仿真過程中的高斯白噪聲（加性噪聲）是通過函數(shù)y = awgn(x,SNR,SIGPOWER)來實(shí)現(xiàn)的，如果SIGPOWER是一個數(shù)值，

39、則其代表以dB為單位的信號強(qiáng)度；如果SIGPOWER為measured，則函數(shù)將在加入噪聲之前測定信號強(qiáng)度。本程序以measured參數(shù)自動檢測信號強(qiáng)度。3.6合并方式選擇本課題主要采用的是最大比合并（MRC），由于AF與DF模式的最大比合并加權(quán)系數(shù)的決定因素不同，AF模式與中繼節(jié)點(diǎn)的放大系數(shù)有關(guān)，所以自定義函數(shù)，通過輸入?yún)?shù)的數(shù)目不同以區(qū)分AF與DF。但是，也由信道的參數(shù)決定，而AF與DF模式的MRC加權(quán)系數(shù)的本質(zhì)區(qū)別在于：AF由于是對接收信號的放大，所以對于源到目的端的信號的加權(quán)系數(shù)還與源到中繼的信道的參數(shù)、源到中繼信道的信號和噪聲功率相關(guān)。因此在目的端進(jìn)行合并時的過程由下面的程序?qū)崿F(xiàn)：首

40、先輸入的參數(shù)有一下幾個：中繼放大系數(shù)、信道系數(shù)、信號功率、噪聲功率、需要合并的兩路信號；然后判斷輸入?yún)?shù)數(shù)目narginif nargin = 8 輸入?yún)?shù)數(shù)目是8為DF模式a_sd = CH_sd * sqrt(POW_S_sd) / POW_N_sd; 加權(quán)系數(shù)a_rd = CH_rd * sqrt(POW_S_rd) / POW_N_rd;elseif nargin = 10 輸入?yún)?shù)數(shù)目是10為AF模式a_sd = CH_sd * sqrt(POW_S_sd) / POW_N_sd;a_rd = (beta * sqrt(POW_S_rd) * CH_sr * CH_rd) / ( (

41、beta2*(abs(CH_rd)2+1) * POW_N_rd );y_combine = a_sd*signal_sd + a_rd*signal_rd; 最后返回合并信號3.7誤比特率的計(jì)算對于實(shí)際的BER，通過統(tǒng)計(jì)蒙特卡羅的誤碼數(shù)，與全部比特?cái)?shù)目相除得到。而對于理論BER，通過調(diào)用自定義函數(shù)得到，其代碼如下：輸入?yún)?shù)非協(xié)作的信噪比、信道系數(shù)、信號功率、噪聲功率if nargin = 1 直連模式SNR_SD = varargin1;POW_S_sd = 1;sig = 10(SNR_SD/10);POW_N_sd = POW_S_sd / sig;gamma_sd = ( POW_S_

42、sd * (abs(SNR_SD)2 ) / POW_N_sd;gamma_rd = 0;elseif nargin = 6 DF模式gamma_sd = ( POW_S_sd * (abs(CH_sd)2 ) / POW_N_sd;gamma_rd = ( POW_S_rd * (abs(CH_rd)2 ) / POW_N_rd;elseif nargin = 7 AF模式gamma_sd = ( POW_S_sd * (abs(CH_sd)2 ) / POW_N_sd;numerator = (POW_S_rd)2 * (abs(CH_sr)2 * (abs(CH_rd)2;denomin

43、ator=(POW_S_rd*(abs(CH_sr)2+POW_S_rd*(abs(CH_rd)2+POW_N_rd)* POW_N_rd;gamma_rd = numerator / denominator;gamma = gamma_sd + gamma_rd; 計(jì)算系統(tǒng)的信噪比theoretical_BER = 1 / ( 2 * sqrt(pi*gamma) * exp(gamma) ); % Approximation% theoretical_BER = erfc( sqrt(gamma) ) / 2; % Actual value 計(jì)算系統(tǒng)的誤碼率3.8 AF仿真過程的實(shí)現(xiàn) 如圖

44、所示是AF策略的流程圖：圖 3.4 AF協(xié)作策略流程圖在中繼節(jié)點(diǎn)處，對接收到的來自源節(jié)點(diǎn)的信號s_r放大，并向目的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，其函數(shù)實(shí)現(xiàn)：function beta,r_d_AF = AF(CH_sr,POW_S,POW_N,signal_sr)；beta = sqrt( POW_S) / ( (abs(CH_sr)2 * POW_S + POW_N );signal_AF = beta * signal_sr;函數(shù)通過輸入S和R之間的信道衰落系數(shù)、信號與噪聲的功率和需要轉(zhuǎn)發(fā)的信號s_r等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)中繼的放大轉(zhuǎn)發(fā)過程，返回值為：經(jīng)放大處理后的信號，它將被發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)；以及放大系數(shù)，以供目的節(jié)點(diǎn)

45、MRC使用。3.9 DF仿真過程的實(shí)現(xiàn) DF仿真的流程圖如下圖所示： 圖 3.5 DF協(xié)作策略流程圖 3.9 調(diào)制與解調(diào)程序 在中繼節(jié)點(diǎn)，需要對接收到的來自源節(jié)點(diǎn)的信號s_r進(jìn)行解調(diào)、譯碼、校驗(yàn)、編碼、調(diào)制等操作，之后再向目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送。為了使程序簡化，程序中省略了信道編碼的過程，中繼時采用與源節(jié)點(diǎn)相同的調(diào)制方式，并假定中繼節(jié)點(diǎn)能正確解碼，強(qiáng)制校驗(yàn)標(biāo)志tx_coop為1。所以，實(shí)際上，在仿真中，DF中繼節(jié)點(diǎn)所需做的事情就和同源節(jié)點(diǎn)一樣，僅僅是將原始信息BPSK調(diào)制后發(fā)送。為體現(xiàn)DF協(xié)議的過程，其函數(shù)實(shí)現(xiàn)編寫為：function signal_DF = DF(M, signal_x)；sign

46、al_DF = modulate(modem.pskmod(M), signal_x);函數(shù)通過輸入源節(jié)點(diǎn)PSK調(diào)制的進(jìn)制數(shù)M（以提高程序的通用性）、需要中繼的信號s_r和原始比特流x（虛設(shè)置，用于校驗(yàn)是否正確解碼，本次仿真中假定解碼正確），實(shí)現(xiàn)中繼的DF過程，返回值為重新調(diào)制之后的信號，它將被發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)。4.0 主程序中的幾個重要計(jì)算函數(shù)（1）直連的誤比特?cái)?shù)計(jì)算 y_SD=demodulate(modem.pskdemod(M),H_sd*y_Sd); err_num_SD = err_num_SD + Act_ber(x,y_SD); （2）AF的誤比特?cái)?shù)計(jì)算beta,x_AF = A

47、F(H_sr,POW_S,POW_N,y_sr);y_rd = awgn( sqrt(POW_S)*H_rd * x_AF, SNR_dB, measured); y_combine_AF=Mrc( H_sd,H_sr,H_rd,beta,POW_S,POW_N,POW_S,POW_N,y_sd,y_rd)y_AF = demodulate(modem.pskdemod(M),y_combine_AF); err_num_AF = err_num_AF + Act_ber(x,y_AF); （3）DF誤比特?cái)?shù)計(jì)算x_DF = DF(M,y_sr,x); y_rd = awgn( sqrt(PO

48、W_DIV)*H_rd * x_DF, SNR_dB, measured); y_combine_DF = Mrc( H_sd,H_rd,POW_S,POW_N,POW_S,POW_N,y_sd,y_rd); y_DF = demodulate(modem.pskdemod(M),y_combine_DF);err_num_DF = err_num_DF + Act_ber(x,y_DF); （4）不同信噪比下的理論誤比特率ber_SD(snrcount) = err_num_SD/(N*Monte_MAX); ber_AF(snrcount) = err_num_AF/(N*Monte_MA

49、X); ber_DF(snrcount) = err_num_DF/(N*Monte_MAX);（5）不同信噪比下的實(shí)際誤比特率theo_ber_SD(snrcount) = Theo_ber(SNR_dB); theo_ber_AF(snrcount)=Theo_ber(H_sd,H_sr,H_rd,POW_S,POW_N,POW_S,POW_N); theo_ber_DF(snrcount) = Theo_ber(H_sd,H_rd,POW_S,POW_N,POW_S,POW_N);第四章 仿真結(jié)果與分析4.1 AF與DF的理論和實(shí)際誤碼率比較圖4.1和圖4.2分別是信道狀態(tài)（源和中繼之間

50、的信道）比較良好的并且假定DF解碼正確的情況下的直連以及AF、DF的實(shí)際誤碼率曲線和理論誤碼率曲線圖，圖4.3此時的AF、DF的實(shí)際與理論誤碼率比較圖。圖4.4是在源與中繼間信道狀態(tài)較差、DF解碼存在錯誤的情況下的直連系統(tǒng)與AF、DF的實(shí)際的誤碼率曲線。4.2 AF、DF與非協(xié)作系統(tǒng)的比較從圖4.2中可以看到，采用AF中繼和DF中繼的協(xié)作通信系統(tǒng)，其誤碼率比非協(xié)作系統(tǒng)低很多。并且，隨著信噪比的提升，在一定范圍內(nèi)，協(xié)作中繼能夠更好地提升系統(tǒng)的性能，但是，在信噪比達(dá)到一定數(shù)值之后后，這種優(yōu)勢卻將不再那么明顯。 圖4.1非協(xié)作系統(tǒng)與AF、DF（解碼正確）的實(shí)際誤碼率曲線 圖4.2非協(xié)作系統(tǒng)與AF、D

51、F的理論誤碼率曲線 圖4.3 AF、DF的實(shí)際與理論誤碼率比較同時可以看出，DF中繼能要略優(yōu)于AF中繼。這是因?yàn)锳F將噪聲也同樣放大轉(zhuǎn)發(fā)，而DF中繼只是對源發(fā)送的信號進(jìn)行了校驗(yàn)、譯碼等數(shù)字處理，從而避免了噪聲影響下一鏈路的性能。并且如果源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道條件不是特別好的時候，轉(zhuǎn)發(fā)的大部分都是噪聲，這樣反而會降低系統(tǒng)的性能。這種情況，在多次運(yùn)行程序的時候，偶爾會出現(xiàn)。如圖4.4所示。 圖4.4 非協(xié)作系統(tǒng)與AF、DF（解碼錯誤）的實(shí)際誤碼率曲線然而，這并不能說明在系統(tǒng)中采用DF中繼就一定會比AF中繼更好。這主要由于：一方面，若要獲得良好的性能，DF需要相應(yīng)的校驗(yàn)信息，這在一定程度上使數(shù)據(jù)

52、的傳輸速率變低了；另一方面，DF是數(shù)字處理，設(shè)備復(fù)雜度較高，不適合應(yīng)用于低成本設(shè)備；除此之外，當(dāng)信噪比較不是很高時，中繼節(jié)點(diǎn)會有很大的可能性譯碼錯誤，從而導(dǎo)致了協(xié)作的失敗，或者是“錯上加錯”的編碼加重傳，急劇惡化了系統(tǒng)的性能，誤碼率甚至可能會比非協(xié)作系統(tǒng)還要高。仿真中，假設(shè)DF中繼解碼是完全正確的，從而獲得較好的性能。而當(dāng)DF中繼采用“解調(diào)（解碼）（編碼）調(diào)制重發(fā)”（為簡化程序，省略信道編碼過程）的仿真時，從圖4.4的仿真結(jié)果可以看到，DF并沒有獲得更低的誤碼率，反而性能最差。分集增益就是誤碼率的斜率，從圖中就可以了解到，相比于非協(xié)作系統(tǒng)，AF與DF均能獲得一定的分集增益。然而，AF與DF分集

53、增益相差并不明顯，這是由于：分集增益主要與分集階數(shù)（傳輸過程中所能提供的最大的同一信號獨(dú)立副本的數(shù)目，即收發(fā)天線數(shù)）相關(guān)。仿真中，AF與DF均是虛擬發(fā)分集為2，接收分集也為2。所以，盡管傳統(tǒng)的AF、DF協(xié)作能在一定程度上改善通信性能，但是實(shí)際應(yīng)用并不理想。提出更加科學(xué)有效的中繼協(xié)議，是推進(jìn)協(xié)作通信的應(yīng)用發(fā)展關(guān)鍵。第五章總結(jié)與展望協(xié)作通信為MIMO技術(shù)的實(shí)用化提供了一個新的思路。因而尋找一種有效地協(xié)作算法始終是研究的熱點(diǎn)。隨著研究的深入，協(xié)作通信也許很快得以廣泛應(yīng)用。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)了以下的一些問題1. 程序仿真的結(jié)果圖曲線不夠平滑，實(shí)際BER曲線出現(xiàn)斷點(diǎn),如圖5.1所示， 斷點(diǎn)幾乎全部出

54、現(xiàn)在曲線的末端，造成這種現(xiàn)象的主要原因是迭代次數(shù)，即仿真循環(huán)次數(shù)過少，后來將迭代次數(shù)改為100后得到了顯著的改善圖5.1 迭代次數(shù)過少時的仿真結(jié)果圖2. AF或DF的理論BER無法畫圖顯示，如圖5.2所示。而DF出現(xiàn)的情況稍微多一點(diǎn)，通過disp（）觀察數(shù)值時，可知：theo_ber_AF=1.0e-003 *Columns 1 through 100.1593 0.0660 0.0247 0.0083 0.0024 0.0006 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000這應(yīng)該是由于BER數(shù)值過小趨于零，而無法在圖中顯示。導(dǎo)致這種情況的原因可能是瑞利信道模型不夠合理。圖5.2 錯誤的不顯示DF曲線的結(jié)果圖3. 非協(xié)作系統(tǒng)的實(shí)際誤碼率曲線存在很大的誤差 造成這種現(xiàn)象的主要原因是在計(jì)算直連接收到的信號時，應(yīng)該是POW而不是與前面AF、DF計(jì)算時所采用的POW_DIV，POW是POW_DIV的兩倍，通過重新定義一個信號YSd并使其收到的信號功率為POW從而得到了解決。此外，對于協(xié)作通信中功率分配問