蜂窝多跳传输场景的中继选择技术研究

• 作 者: 崔玲龙
• 机 构: 北京邮电大学
• 出 处: 北京邮电大学
• 发表日期: 2014年01期
• 关键词: 多跳中继 中继选择 D2D 吞吐量 误码率 干扰分析

随着通信产业的快速发展,通信设备的推陈出新,以及移动互联网业务数据的爆炸式增长,人们在享受通信技术带来方便的同时,数据的容量和传输速率对现有移动通信网络提出了更高的要求。中继技术的引入能够有效提升网络系统性能,因而受到研究人员的广泛关注。而中继选择技术作为能够保证中继技术实施的关键技术成为研究热点。本文在中继选择技术的基础上进行延展,着重研究多跳中继网络下的中继选择方案。文章首先对多跳技术进行分析和总结,尤其是针对中继通信技术和D2D (Device to Device)通信技术做了较为深入的调研和总结。随后,文章分别针对蜂窝多跳传输中两种不同的网络场景设计多跳中继选择方案。为了提高广域多跳传输网络的吞吐量,并保证在数据传输过程中能够有效降低误码率,本文设计了一种基于Alamouti编码的多跳中继选择方案。根据整条数据传输链路中每一跳的发送节点和接收节点数量的不同将整条链路的中继选择方法分为三种情况,并结合最后一跳已知目的节点的特殊考虑,本文提出的中继选择方案分为：第一跳的中继选择、中间跳的中继选择及后两跳的中继选择。每一部分的具体选择根据信道容量最大化或信道容量的联合判决。仿真结果表明,基于Alamouti编码的多跳中继选择方案能够提升多跳网络吞吐量的同时,有效降低传输误码率。针对D2D多跳中继网络与蜂窝网络共存的传输场景,假设蜂窝基站能够获知蜂窝小区内所有用户之间以及用户与基站之间的信道状态信息,本文设计了一种基于信道状态信息的D2D多跳中继选择方案。在复用蜂窝上行时隙资源的前提下,根据对蜂窝基站有效地干扰控制以及在中继传输DF协议的保障下,对D2D多跳中继网络中节点的传输功率进行限制,最后根据每一跳的信道质量选择最优,后两跳采用信道质量联合判决,完成每一跳的中继选择。仿真结果表明,基于信道状态信息的D2D多跳中继选择方案能够有效降低多跳传输功耗,并降低传输过程中对蜂窝基站的干扰。