基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析

王明伟，张会 生，李 立欣，何立 风

（1.西北工业大学电子信息学院，陕西 西安 710072；2.陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西 西安 710021）

基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析

王明伟1，2，张会 生1，李 立欣1，何立 风2

（1.西北工业大学电子信息学院，陕西 西安 710072；2.陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西 西安 710021）

为提高多中继协作通信系统可靠性，将定向天线和多中继协作通信系统相结合，提出基于定向天线的解码转发最佳中继选择协作策略。首先理论推导出定向发送—定向接收模式下通信系统中断概率闭合表达式，并推导出定向发送—全向接收、全向发送—全向接收模式下的系统中断概率计算式。 然后对 3 种模式下，协作通信系统中断概率和信噪比、中继节点数、天线增益、信道衰落系数以及信道容量之间的关系进行了数值仿真分析。 理论分析和仿真结果表明，采用定向天线的协作通信系统可以有效降低协作通信系统中断概率，提高频谱利用率，并且存在最佳中继节点和最优功率分配系数使得中断概率进一步下降。

协作通信；定向天线；机会中继；中断概率；解码转发

1 引言

协作通信技术通过用户之间彼此共享天线而引入空间分集，有效地对抗无线信道的多径衰落，并带来了系统性能的提升，如信道容量、分集增益、误码特性等。对协作通信技术的研究现已成为无线通信领域的热点之一，但其主要研究方向不考虑天线的方向性和功率增益对 传 输 信 号 的 影 响 ，即 基 于 全 向 天 线 模 式［1-3］。……