文档介绍：蚂无线网络的协作分集:高效协议和中断行为腿摘要:我们研究和分析了低复杂度的协作分集协议用以抵抗无线网络中多径传播引起的衰落,其底层技术是利用协作终端为其他终端转发信号而获得空间分集。我们略述几种协同通信策略,包括固定中继方法如放大-转发,译码-转发,基于协同终端间的信道估计的选择中继方式,基于目标终端的有限反馈的增量中继方式。我们在高SNR条件下以中断事件、相关中断概率指标讨论了其性能特征,以估计协议对传输衰落的鲁棒性。除固定的解码-转发协议外,所有的协同分集协议就所达到的全分集(也就是在两个终端下的二阶分集)来说是高效的,而且在某些状态下更加接近于最优()。因此,当用分布式天线时,我们可以不用物理阵列而提供很好的空间分集效应,但因为采用半双工工作方式要牺牲频谱效率,也可能要增加额外接收硬件的开销。协作分集对任何无线方式都适用,包括因空间限制而不能使用物理阵列的蜂窝移动通信和无线adhoc网络,这些性能分析显示使用这些协议可减少能耗。袀索引语——分集技术,衰落信道,中断概率,中继信道,用户协同,无线网络莅Ⅰ介绍肅在无线网络中,多径传播引起的信号衰落是一个特别严重的信道损害问题,可以利用分集技术来减小。袂II系统模型芆在图1中的无线信道模型中,窄带传输会产生频率非选择性衰落和附加噪声。我们在第四部分重点分析慢衰落,在时延限制相当于信道相干时间里,用中断概率来评价,与空间分集的优势区分。虽然我们的协同协议能自然的扩展到宽频带和高移动情况,其中面临各自的频域和时域的选择性衰落,当系统采用另一种形式的分集时对我们协议的潜在影响将相对减小。蒇膃 A媒体接入节当前的无线网络中,例如蜂窝式和无线局域网,我们将有用的带宽分成正交信道,并且分配这些信道终端,使我们的协议适用于现存的网络。这种选择产生的意外效果是,我们能够同时在I-A处理多径(单个接收)和干扰(多个接收),相当于在信号接收机传输信号的一对中继信号。肇对于我们所有的协同协议,传输中的必须同时处理他们接收到的信号;但是,网络实现使终端不能实现全双工,也就是,传输和接收同时在相同的频带中实现。由于无线信道的严重衰弱以及传输和接收电路的电气隔离,在接收机输入时终端被接收的信号淹没了其他终端的信号。因此,为了确保半双工操作,我们进一步将没个信道分成正交的自信道。图2说明信道以时分方式分配给两个终端的。芄为了协同分集的有效性我们希望终端之间同步。像图2和接下去的模型所讨论的,我们考虑这样的情景,其中有大量的终端,载波和信号时同步的。考虑到网络块同步,在发送器之间和接收器之间载波和信号的同步是一致的。芁 B等价信道模型螁如上所述的正交限制,我们可以简便的而不是一般性的用时分概念描述信道模型;由于信号分配的对称性,我们注重”信源”终端TS,潜在的利用了终端Tr为“中继”,传输给“目的”终端Td。我们利用基带等效,离散时间的信道模型表示连续时间信道,我们考虑信道N个连续采集,假设N很大。螇对于目的传输器,我们比较的基准,我们将信道视为芅蚄其中n=1,...,N/2,Xs【n】是起始传输信号,yd[n]是目的接收信号。另一个终端传输n=N/2+1,....,如图2(b)所示。因此在这样的基线系统每一个终端只利用一半的信道可利用的自由度。膀对于协作分集,第一部是薇莇螂其中n=1,...,N/4,Xs【n】是起始传输信号,yr[n]和yr[n]分别是中继和目的接收信号。薀第二部是芈膄 n=N/4+1,....,N/2。第二部分运用了一个相似的调整,其中信源和中继调换,如图2(c)所示。膅在(1)-(4)中ai,j表示路径损失,阴影和频率非选择性的衰弱,而zj[n]表示系统中的接收噪音和其他形式的干扰。我们考虑这样的一种情景,其中衰弱系数是可知的,也就是,更准确的说,利用合适的接收器并不是完全可知的。统计学上的,我们将ai,j视为零均值,独立的,循环对称复杂的高斯随机变数,变量是σ2i,j。此外我们将zj[n]视为零均值,互相独立的,循环对称复杂的高斯随机变数, C参数肈无衰落时的SNR和频率效率是这个系统的两个重要参数。膅我们现在根据连续时间信道的标准参数来定义这些参数。对于可利用的传输信道带宽为WHz的连续时间信道,离散时间模型包括W个每秒钟2维符号(2D/s)。芃如果传输信道在Pc焦耳/s的连续信道模型具有平均的功率限制,因为每个终端是利用一半的自由度传导,转化成功率限制为P=2Pc/W焦耳/2D。然而,信道模型由SNR随机变量,蚃蝿为无衰落的一般SNR。通过我们的分析,我们改变SNR,允许通过衰落变量合适选择的不同的接收SNRs。如我们看到的,按照信源-信宿的SNR比例的增加信源-中继的SNR,可以使协同协议到达全分集。除了SNR,传输策略更多的是由速率rb/s参数化,