Nakagami—m衰落信道下機會中繼協作系統的功率分配算法

摘 要：為提高協作中繼通信系統的性能，文章提出了以最小化系統誤碼率為目標的功率分配算法。首先建立了中繼系統模型。然后，在最優功率分配算法的基礎上提出了一種次優功率分配算法，該算法可通過一次計算得到功率分配因子，且只與信道平均增益相關。因此，各節點不需要實時地更新信道狀態信息，降低了算法實現的復雜度。仿真結果表明，文章提出的次優功率分配算法和最優功率分配算法及理論值非常相近，能提高系統的誤碼率性能。

關鍵詞：功率分配；Nakagami衰落信道；AF協作；誤碼率

1 引言

協作通信網絡中的用戶通過共享彼此天線形成虛擬天線陣列，可獲得空間分集，并能有效地抵抗衰落，因此，已成為近年來研究的熱點[1-3]，而中繼選擇和功率分配是協作通信中的重要研究方向。

文章從誤碼率的角度出發，采用與實測數據更擬合的Nakagami衰落信道模型，分析了單向AF協作中繼系統的誤碼率性能及基于最小化誤碼率的最優功率分配算法，并提出了一種次優功率分配算法，該方法只需一次計算即可完成，相比于最優功率分配算法，性能優越，復雜度和運算次數卻大幅降低。

2 系統模型

考慮協作中繼通信系統由N個中繼節點，一個源節點S和一個目的節點D組成（如圖1所示），所有中繼節點組成的集合為R={1，2，...，N}。每個節點處只配有一副全向天線，節點間的工作方式為半雙工通信模式，即在同一時間內不能同時收發信息。hsi和hid分別為源節點S到中繼節點Ri及中繼節點Ri到目的節點D的信道系數。……