一种改进的Two-way中继协作系统下的节点选取和功率分配策略*

刘顺兰，徐光建

(杭州电子科技大学通信工程学院，杭州 310018)

协作通信技术通过用户间彼此共享天线，形成虚拟的MIMO信道从而获得空间分集，有效的对抗了无线通信中的多径衰落，提高了传输质量。文献［1－2］中最早提出了协作分集的概念以及基本的协作协议。协作通信除了应用在传统的蜂窝移动通信系统当中之外，在Ad-hoc网络和传感器网络当中也得到了广泛的应用，如文献［3］中就提出了一种用于无线传感器网络的节点协作算法。

到目前为止，有关中继协作通信技术的相关研究大都基于One-way系统，然而，One-way系统因为其半双工的工作模式造成了频谱效率的低下。因此Rankov B等人在文献［4］中分析并推导了AF和DF模式下Two-way中继系统的系统容量。但上述文献没有考虑到中继选择的问题，基于此，Yindi Jing在文献［5］中提出了一种在Two-way网络模型下存在多个放大前传中继节点的中继选择(RS，Relay selection)策略，并通过严格的误码率分析证明了该策略能够获得全分集。

提高Two-way系统性能的方法除了选择合理的中继节点进行中继转发之外，有效的无线资源分配方案也能够提升系统性能，主要包括跨层优化和功率分配。文献［6］中运用V-BLAST技术提出了一种用于协作式传感器网络的跨层优化方案。文献［7］是通过考虑中继节点处的最大似然信道估计来获得最佳分配因子，实现功率的优化分配。Petar Popovski等人在文献［8］中首次把物理层网络编码(PNC，Physical Network Coding)引入到 Two-way无线中继信道中，并提出了两种物理层网络编码方案，即三步方案和两步方案，其中三步方案采用的转发协议就是DF，而两步方案又包括AF，JDF(Joint Decode-and-Forward)和 NDF(Denoise-and-Forward)。……