总功率受限下的双向多中继系统功率分配方案

王 林，芮国胜，张 洋

（1.海军航空工程学院研究生管理大队，山东烟台 264001；2.海军航空工程学院（空场）电子信息工程系，山东烟台 264001）

总功率受限下的双向多中继系统功率分配方案

王 林1，芮国胜2，张 洋2

（1.海军航空工程学院研究生管理大队，山东烟台 264001；2.海军航空工程学院（空场）电子信息工程系，山东烟台 264001）

针对放大转发双向多中继协同通信系统，提出了一种基于最大化最小双向速率准则的功率分配方案。将功率分配问题分解为用户节点功率分配和中继节点功率分配两部分，首先通过将多中继节点信道等效为单中继节点信道，简化了用户节点功率分配，然后应用矩阵变换实现了分布式的中继节点功率分配，减少了反馈开销，降低了计算复杂度。仿真结果表明，提出的功率分配方案在系统双向可达速率和误码率两方面指标均优于现有双向中继功率分配策略，而且性能增益随着中继数目的增加而提升。

协同通信；放大转发；双向多中继；功率分配

0 引 言

中继协同通信技术通过多个用户间彼此共享天线，形成虚拟的MIMO信道，可以显著提升信道容量，获得分集复用增益，并且能够扩展无线通信系统的覆盖范围［1-4］。然而，目前协同通信系统大都基于单向传输信道，实际通信中系统需要4个时隙才能完成整个通信过程，这就使频谱效率受到较大的损失，为此，放大转发（AF，Amplify-and-Forward）和解码转发（DF，Decode-and-Forward）协议下的双向中继机制受到关注［5］，随后文献［6］推导了双向中继系统的容量取值界，证明了双向中继比单向中继系统有更高的频谱效率。……