無線協(xié)作通信中的關(guān)鍵技術(shù)

李崇棟

摘要：近些年來，我國(guó)的無線移動(dòng)用戶數(shù)量呈現(xiàn)出了逐年增加的趨勢(shì)，并對(duì)實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)提出了更高的需求量，因此對(duì)下一代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展提出了全新的要求。為了更好的滿足上述要求，就需要引入無線協(xié)作通信技術(shù)，其可以在不增加硬件成本投入的同時(shí)，有效提高信息的傳輸速率和質(zhì)量，因此對(duì)無線協(xié)作通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究尤為重要。

關(guān)鍵詞：無線協(xié)作通信；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2018）07-0058-02

Abstract： in recent years， the number of mobile users in China presents the increasing trend year by year， and puts forward higher demand for real-time multimedia services， so the development of next generation mobile communication technology puts forward new requirements. In order to better meet the above requirements， you need to introduce collaboration wireless communication technology， it can be without increasing hardware cost input at the same time， effectively improve the transmission rate and quality of information， thus to study the key technology of wireless cooperative communication system is particularly important.

Key words： wireless cooperative communication； The key technology

1 協(xié)作中繼節(jié)點(diǎn)的選擇

1.1中繼節(jié)點(diǎn)位置影響系統(tǒng)性能

圖1中，在初始化條件下，可以獲得中繼節(jié)點(diǎn)與其它節(jié)點(diǎn)的可靠距離， 的大小一般使按照已知的S到D、S到R、R到D的距離來設(shè)定的。通過分析發(fā)現(xiàn)，如果S→R、R→D的兩條中繼路徑中，某條距離超過了傳播路徑距離時(shí)，將會(huì)降低系統(tǒng)的運(yùn)行性能。因此，在中繼節(jié)點(diǎn)選擇過程中，一般要求S→R、R→D距離要低于S→D的距離，這樣可以避免了由于路徑衰減而引發(fā)的誤碼率升高現(xiàn)象，從而有效提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

1.2中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案

在無線協(xié)作通信系統(tǒng)中，可以根據(jù)瞬時(shí)信道增益和信道節(jié)點(diǎn)間距來設(shè)計(jì)出一套系統(tǒng)、完善的中繼節(jié)點(diǎn)選擇改良方案，以更好的發(fā)揮中繼節(jié)點(diǎn)的性能優(yōu)勢(shì)。對(duì)于無線協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)而言，一般根據(jù)下面幾個(gè)環(huán)節(jié)來選擇中繼節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的集合：（1）對(duì)無線協(xié)作通信系統(tǒng)的R-D距離進(jìn)行設(shè)計(jì)，并為每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)確定一個(gè)門限；（2）對(duì)每一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)聽，并對(duì)所有瞬時(shí) S-R 信道的增益進(jìn)行估計(jì)，通過對(duì)信道增益進(jìn)行分析可以得到S-R信道的信噪比（SNR），并將每個(gè)中繼的SNR值與預(yù)先設(shè)計(jì)好的門限值進(jìn)行對(duì)比，以便了解中繼節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性。如果SNR超過門限值時(shí)，則可以判定該中繼節(jié)點(diǎn)可靠，反之則不可靠；（3）對(duì)于（2）中可靠的中繼節(jié)點(diǎn)，可以向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)信息告知，并按照一定的流程從所有可靠節(jié)點(diǎn)中篩選出最優(yōu)節(jié)點(diǎn)。

2 無線協(xié)作通信中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1空時(shí)編碼技術(shù)

在無線協(xié)作通信中，頻譜是一項(xiàng)非常寶貴的資源，可以通過提高頻譜的利用效率來使通信系統(tǒng)的傳輸效率達(dá)到提升的目的，在此基礎(chǔ)上研發(fā)出了MIMO技術(shù)。然而要想真正的提升頻譜的利用率，就需要收發(fā)端對(duì)難度較大的空間信號(hào)給予有效的處理，從而使空時(shí)編碼技術(shù)在無線協(xié)作通信中得到了廣泛的應(yīng)用，通常根據(jù)解碼方案與發(fā)射結(jié)構(gòu)的差異，將其劃分為分層空時(shí)碼和空時(shí)網(wǎng)格碼。其中分層空時(shí)碼主要是借助多根天線來實(shí)現(xiàn)對(duì)同一頻率的發(fā)射，同時(shí)其也能夠在提供接收分集的同時(shí)，維持功率的恒定性和穩(wěn)定性。如果接收天線的數(shù)量超過了發(fā)射天線時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致天線數(shù)量與系統(tǒng)容量保持一定的線性關(guān)系。空時(shí)網(wǎng)格碼。在結(jié)構(gòu)上雖然其與分層空時(shí)碼存在一定的類似性，但是空時(shí)網(wǎng)格碼所采用的編碼方案要比分層空時(shí)碼復(fù)雜。因此，在進(jìn)行空時(shí)網(wǎng)格碼設(shè)計(jì)過程中，可以嘗試著引入碼字矩陣，其可以在發(fā)揮冗余作用的同時(shí)，有效提高自身的檢錯(cuò)性能。如果接收端的信息保持一致時(shí)，兩個(gè)碼字矩陣可以達(dá)到最大的歐式距離，并且在編碼、分集增益、傳輸效率等方面起到了至關(guān)重要的作用。

2.2雙向中繼協(xié)作系統(tǒng)增強(qiáng)技術(shù)

通常情況下，在無線協(xié)作通信系統(tǒng)中，用戶可以借助分享虛擬MIMO，來使增強(qiáng)通信覆蓋范圍或系統(tǒng)性能得到有效的擴(kuò)大和提升。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，中繼器能夠起到消除死區(qū)或盲區(qū)的作用，有效提升系統(tǒng)整體的容量，避免由于遠(yuǎn)近效應(yīng)而對(duì)通信質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，使邊緣用戶傳輸性能大大提升。對(duì)單向半雙工系統(tǒng)而言，在目的端信道狀態(tài)的基礎(chǔ)上，能夠通過預(yù)編碼技術(shù)或分布式空時(shí)分組碼來得到分集增益，但是該過程中由于單向半雙中繼節(jié)點(diǎn)不能同時(shí)完成信息的接收或發(fā)送，與直接通信進(jìn)行對(duì)比，會(huì)誘發(fā)一半系統(tǒng)容量的損失。為了使上述問題得到有效的改善，可以引入雙向中繼協(xié)作系統(tǒng)增強(qiáng)技術(shù)，其不僅能夠?qū)⑿盘?hào)發(fā)送至中繼節(jié)點(diǎn)，而且還可以在接收到信號(hào)之后中繼節(jié)點(diǎn)又能夠?qū)⑵鋫鬏斀o源節(jié)點(diǎn)，從而有效提高了信息的傳輸效率。

2.3多小區(qū)協(xié)作傳輸技術(shù)

在無線協(xié)作通信系統(tǒng)中，對(duì)于下行鏈路的業(yè)務(wù)流量通常會(huì)超過上行鏈路，此時(shí)就可以通過對(duì)下行鏈路的有效調(diào)度來更好的提高無線協(xié)作通信系統(tǒng)性能。如今，隨著無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，多媒體業(yè)務(wù)、VolP （Voice over Intenet Protocal） 等新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，他們對(duì)QoS提出了不同的要求，此時(shí)就需要在他們之間尋求一個(gè)優(yōu)秀的調(diào)度器，以期更好的滿足不同業(yè)務(wù)的基本要求。而多小區(qū)協(xié)作傳輸技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以實(shí)現(xiàn)不同用戶之間的有效協(xié)作，而且還可以有效擴(kuò)大傳輸距離、提高頻譜利用率和信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｍ瑫r(shí)，該技術(shù)也可以為小區(qū)邊緣用戶提供非常可靠的分集增益，提高小區(qū)邊緣用戶通信的穩(wěn)定性和可靠性。將多小區(qū)協(xié)作傳輸技術(shù)應(yīng)用到無線協(xié)作通信系統(tǒng)中，可以有效提高頻譜利用率，提高信息傳輸速率。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無線協(xié)作通信是通信系統(tǒng)發(fā)展過程中比較重要組成部分，通過對(duì)其中所采用的空時(shí)編碼技術(shù)、雙向中繼協(xié)作系統(tǒng)增強(qiáng)技術(shù)、多小區(qū)協(xié)作傳輸技術(shù)等進(jìn)行研究，不僅可以更好的發(fā)揮無線協(xié)作通信的性能，而且還可以有效提高信息的傳輸效率，為通信行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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