探究協(xié)作通信及在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的運(yùn)用

謝石詠

【摘要】 移動(dòng)通信系統(tǒng)運(yùn)行中最大的問題就是控制信道衰落，防止信號(hào)中斷。協(xié)作通信是利用系統(tǒng)鏈路和節(jié)點(diǎn)之間的相互配合，利用空間的分集優(yōu)勢(shì)來抵抗信道衰落。文章以衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)作為分析對(duì)象，詳細(xì)的闡述了協(xié)作通信在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用過程。

【關(guān)鍵詞】 協(xié)作通信 移動(dòng)通信系統(tǒng) 運(yùn)用

衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是一種特殊的移動(dòng)通信系統(tǒng)，是我國(guó)目前研發(fā)的重點(diǎn)。防止移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道衰落主要是控制多普勒效應(yīng)和多徑效應(yīng)的影響。協(xié)作通信技術(shù)是當(dāng)下有效的控制通信系統(tǒng)信道衰落的方法。作為一種新的通信方式，協(xié)作通信充分利用了MIMO 技術(shù)，提高了信息處理能力，確保了衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)。相關(guān)人員應(yīng)重視這一問題，并且進(jìn)行深入的研究。

一、協(xié)作通信技術(shù)

協(xié)作通信技術(shù)是利用通信系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)之間的相互配合完成。是在協(xié)作節(jié)點(diǎn)的作用下，完成源節(jié)點(diǎn)信息向目的節(jié)點(diǎn)的傳輸，信息在節(jié)點(diǎn)傳輸過程中要進(jìn)行加密處理，以防止信息丟失，因此該信息傳輸過程通常分為傳輸和轉(zhuǎn)譯兩個(gè)階段。協(xié)作通信系統(tǒng)既是一個(gè)完整的系統(tǒng)，也是一種全新的通信技術(shù)，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道特性較好，因此協(xié)作通信一般為鏈路協(xié)作傳輸方式，少數(shù)為節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸方式。以一星兩用戶協(xié)作傳輸系統(tǒng)為例，系統(tǒng)的傳輸通常為不對(duì)稱傳輸，并表現(xiàn)為下行鏈路的壓力大，要區(qū)分對(duì)待。首先對(duì)上行鏈路傳輸而言，要將協(xié)作節(jié)點(diǎn)作為基本的接收源節(jié)點(diǎn)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼后發(fā)送到衛(wèi)星，由衛(wèi)星完成源節(jié)點(diǎn)和協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信號(hào)合并，之后發(fā)送。而對(duì)下行鏈路而言，由于信號(hào)處于加密狀態(tài)，因此首先要對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括譯碼、編碼等，并利用目的節(jié)點(diǎn)將接收到的源節(jié)點(diǎn)、協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信號(hào)相互合并，最后完成信號(hào)的檢測(cè)。總之，協(xié)作通信技術(shù)是一種高效的協(xié)作性傳輸技術(shù)，對(duì)于我國(guó)移動(dòng)通信發(fā)展來說具有推進(jìn)作用。

二、協(xié)作通信在衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中的運(yùn)用

1、衛(wèi)星多節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸。多節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸多發(fā)生于衛(wèi)星的下行鏈路，是由節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間相互協(xié)作完成。衛(wèi)星多節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸?shù)膽?yīng)用范圍較廣，在整個(gè)過程中，所有節(jié)點(diǎn)均參與協(xié)作傳輸過程，將源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)過多個(gè)協(xié)作節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)至目的節(jié)點(diǎn)。衛(wèi)星下行鏈路的節(jié)點(diǎn)具有分散性特征，因此不同節(jié)點(diǎn)之間雖相互協(xié)作，但信號(hào)則可以視為獨(dú)立信號(hào)，需要借助協(xié)作傳輸?shù)男盘?hào)合并功能，將節(jié)點(diǎn)信號(hào)合并后再進(jìn)行傳輸，有助于增強(qiáng)接收效果。整個(gè)過程包括信息的放大、編譯、處理和傳輸四個(gè)階段。信息傳輸過程是反復(fù)的和連續(xù)的，目的節(jié)點(diǎn)采用最大比合并，最終得到接收信號(hào)。由于衛(wèi)星多節(jié)點(diǎn)傳輸選擇的是正交傳輸方案，協(xié)作傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)數(shù)增加，系統(tǒng)的頻譜效率將會(huì)隨之降低，提示設(shè)計(jì)和研究人員正確選擇協(xié)作節(jié)點(diǎn)。

2、衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點(diǎn)選擇。參與衛(wèi)星傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)越多，系統(tǒng)頻譜效率就越低。因此，衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點(diǎn)選擇是整個(gè)通信過程中最重要的問題。應(yīng)選擇信道條件好的節(jié)點(diǎn)來改善這一問題，以提高資源的可利用率。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)著不同的信道，也就是說，節(jié)點(diǎn)的選擇將影響系統(tǒng)的傳輸性能。當(dāng)衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點(diǎn)信息傳輸由兩個(gè)時(shí)隙完成時(shí)，第1 個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)傳輸參照多節(jié)點(diǎn)傳輸方式，而第2個(gè)時(shí)隙只有目的節(jié)點(diǎn)所選的協(xié)作節(jié)點(diǎn)參與信息的轉(zhuǎn)發(fā)與處理，其他節(jié)點(diǎn)均不參與工作，再一次證明了在衛(wèi)星通信過程中，要正確選擇衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點(diǎn)。另外，節(jié)點(diǎn)的選擇還應(yīng)將總功率作為參考對(duì)象，這是由于信號(hào)在傳輸過程中會(huì)受到周邊環(huán)境、傳輸距離以及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的影響，也就是說，協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信道衰落存在差異，需要采用不等值的功率分配，確保系統(tǒng)的性能并且降低能耗，確保移動(dòng)通信設(shè)備的運(yùn)行，為人們的工作和生活提供方便。

3、衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸。協(xié)作通信具有多種不同的方式，節(jié)點(diǎn)協(xié)作是其中較為重要的一種。除此之外，還包括鏈路協(xié)作。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)協(xié)作還可以分為AF 或DF 兩種不同的模式，現(xiàn)實(shí)中常將二者結(jié)合。AF 和DF處理方式各具優(yōu)缺點(diǎn)，其中AF運(yùn)行原理簡(jiǎn)單，但容易產(chǎn)生噪音。DF協(xié)作方式具有較高的性能，但對(duì)譯碼等前期工作具有較高的要求，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤譯碼，將影響整個(gè)傳輸過程，而將二者結(jié)合使用可以有效的彌補(bǔ)相互之間的問題，從而確保節(jié)點(diǎn)協(xié)作傳輸?shù)母咝浴；旌蠀f(xié)作傳輸通常是衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中最常用的協(xié)作方式，其原理與單一的節(jié)點(diǎn)協(xié)作方式相似，是由源節(jié)點(diǎn)完成信息的提供、協(xié)作節(jié)點(diǎn)完成信息的編碼和處理、目的節(jié)點(diǎn)完成信息的接收和解碼.兩種情況下均需計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的接收信噪比，明確協(xié)作通信的效果。

三、總結(jié)

協(xié)作通信技術(shù)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用有效的防止了系統(tǒng)的信道衰落，確保了信號(hào)的高效傳輸。衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為特殊的移動(dòng)通信設(shè)備之一，具有代表性。目前我國(guó)衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展迅速，研究協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的作用具有積極意義。文章將側(cè)重點(diǎn)放在衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)上，以點(diǎn)帶面，分析了協(xié)作通信以及其在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的運(yùn)用。

參 考 文 獻(xiàn)

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