无线协作通信中的关键技术

无线协作通信中的关键技术

作者：李崇栋

来源：《数码设计》2018年第07期

摘要：近些年来，我国的无线移动用户数量呈现出了逐年增加的趋势，并对实时多媒体业务提出了更高的需求量，因此对下一代移动通信技术的发展提出了全新的要求。为了更好的满足上述要求，就需要引入无线协作通信技术，其可以在不增加硬件成本投入的同时，有效提高信息的传输速率和质量，因此对无线协作通信系统中的关键技术进行研究尤为重要。

关键词：无线协作通信；关键技术

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：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 协作中继节点的选择

1.1中继节点位置影响系统性能

图1中，在初始化条件下，可以获得中继节点与其它节点的可靠距离，的大小一般使按照已知的S到D、S到R、R到D的距离来设定的。通过分析发现，如果S→R、R→D的两条中继路径中，某条距离超过了传播路径距离时，将会降低系统的运行性能。因此，在中继节点选择过程中，一般要求S→R、R→D距离要低于S→D的距离，这样可以避免了由于路径衰减而引发的误码率升高现象，从而有效提高系统的运行性能。

1.2中继节点选择方案

在无线协作通信系统中，可以根据瞬时信道增益和信道节点间距来设计出一套系统、完善的中继节点选择改良方案，以更好的发挥中继节点的性能优势。对于无线协作中继网络而言，一般根据下面几个环节来选择中继节点构成的集合：（1）对无线协作通信系统的R-D距离进行设计，并为每个中继节点确定一个门限；（2）对每一个中继节点进行监听，并对所有瞬时S-R 信道的增益进行估计，通过对信道增益进行分析可以得到S-R信道的信噪比（SNR），并

将每个中继的SNR值与预先设计好的门限值进行对比，以便了解中继节点的稳定性。如果SNR超过门限值时，则可以判定该中继节点可靠，反之则不可靠；（3）对于（2）中可靠的中继节点，可以向源节点发送确认信息告知，并按照一定的流程从所有可靠节点中筛选出最优节点。

2 无线协作通信中的关键技术

2.1空时编码技术

在无线协作通信中，频谱是一项非常宝贵的资源，可以通过提高频谱的利用效率来使通信系统的传输效率达到提升的目的，在此基础上研发出了MIMO技术。然而要想真正的提升频谱的利用率，就需要收发端对难度较大的空间信号给予有效的处理，从而使空时编码技术在无线协作通信中得到了广泛的应用，通常根据解码方案与发射结构的差异，将其划分为分层空时码和空时网格码。其中分层空时码主要是借助多根天线来实现对同一频率的发射，同时其也能够在提供接收分集的同时，维持功率的恒定性和稳定性。如果接收天线的数量超过了发射天线时，将会导致天线数量与系统容量保持一定的线性关系。空时网格码。在结构上虽然其与分层空时码存在一定的类似性，但是空时网格码所采用的编码方案要比分层空时码复杂。因此，在进行空时网格码设计过程中，可以尝试着引入码字矩阵，其可以在发挥冗余作用的同时，有效提高自身的检错性能。如果接收端的信息保持一致时，两个码字矩阵可以达到最大的欧式距离，并且在编码、分集增益、传输效率等方面起到了至关重要的作用。

2.2双向中继协作系统增强技术

通常情况下，在无线协作通信系统中，用户可以借助分享虚拟MIMO，来使增强通信覆盖范围或系统性能得到有效的扩大和提升。在蜂窝网络中，中继器能够起到消除死区或盲区的作用，有效提升系统整体的容量，避免由于远近效应而对通信质量产生不利影响，使边缘用户传输性能大大提升。对单向半双工系统而言，在目的端信道状态的基础上，能够通过预编码技术或分布式空时分组码来得到分集增益，但是该过程中由于单向半双中继节点不能同时完成信息的接收或发送，与直接通信进行对比，会诱发一半系统容量的损失。为了使上述问题得到有效的改善，可以引入双向中继协作系统增强技术，其不仅能够将信号发送至中继节点，而且还可以在接收到信号之后中继节点又能够将其传输给源节点，从而有效提高了信息的传输效率。

2.3多小区协作传输技术

在无线协作通信系统中，对于下行链路的业务流量通常会超过上行链路，此时就可以通过对下行链路的有效调度来更好的提高无线协作通信系统性能。如今，随着无线网络的发展，多媒体业务、VolP （Voice over Intenet Protocal）等新业务不断涌现，他们对QoS提出了不同的要求，此时就需要在他们之间寻求一个优秀的调度器，以期更好的满足不同业务的基本要求。而多小区协作传输技术的应用，不仅可以实现不同用户之间的有效协作，而且还可以有效扩大传输距离、提高频谱利用率和信息传输的可靠性。同时，该技术也可以为小区边缘用户提供非