淺議無(wú)線協(xié)作通信中繼選擇

許奎 朱雨生

【摘要】 無(wú)線協(xié)作通信技術(shù)的廣泛使用成為一種趨勢(shì)，但是在使用過(guò)程中，因?yàn)橹欣^節(jié)點(diǎn)和中繼策略方案的選擇出現(xiàn)的問(wèn)題越發(fā)的突出起來(lái)。本文針對(duì)這種 情況進(jìn)行了研究和論述。

【關(guān)鍵詞】 無(wú)線協(xié)作通信 中繼節(jié)點(diǎn) 中繼策略方案 選擇

在現(xiàn)代社會(huì)，無(wú)線協(xié)作通信技術(shù)作為一項(xiàng)新出現(xiàn)的無(wú)線通信技術(shù)，因其諸多的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為了我們生活中必不可少的因素。但是在無(wú)線協(xié)作通信技術(shù)的實(shí)際工作中，關(guān)于中繼技術(shù)的選擇成為了一項(xiàng)重要的工作。本文將就無(wú)線協(xié)作通信中中繼存在的問(wèn)題、如何選擇中繼節(jié)點(diǎn)及中繼傳輸方案進(jìn)行討論。

一、無(wú)線協(xié)作通信中中繼存在的問(wèn)題及對(duì)選擇的影響。

無(wú)線協(xié)作通信作為一項(xiàng)新出現(xiàn)的無(wú)線技術(shù)，雖然發(fā)展很快，但是在實(shí)際的使用使用過(guò)程中，依然存在著一些實(shí)際問(wèn)題。特別是在中繼問(wèn)題上，存在著以下問(wèn)題。

1.1在無(wú)線協(xié)作通信中中繼節(jié)點(diǎn)的選擇問(wèn)題和中繼傳輸?shù)膯?wèn)題

在無(wú)線協(xié)作通信過(guò)程中，選擇合適的中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)傳輸，同時(shí)使用合理的協(xié)作方案利用中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，以及相關(guān)的工作需要的特殊要求。這些都是在無(wú)線協(xié)作通信工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題，也是在中繼選擇這個(gè)問(wèn)題上必須優(yōu)先考慮的問(wèn)題。。

1.2信號(hào)傳輸中遇到的同步問(wèn)題

因?yàn)閰f(xié)作通信的的實(shí)際工作要求，所以協(xié)作通信系統(tǒng)需要保證同步，但是因?yàn)橹欣^傳輸中需要的信號(hào)處理時(shí)間等實(shí)際問(wèn)題，實(shí)際中很難做到做到完全同步。這就要求我們?cè)谶x擇中繼的過(guò)程中，必須在符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的情況下選擇合理的中繼傳輸進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)。

1.3中繼傳輸過(guò)程中的隱私問(wèn)題

在無(wú)線協(xié)作通信中，用戶的隱私問(wèn)題也是使用中必須注意到的實(shí)際問(wèn)題。這就要求在無(wú)線信號(hào)傳輸中對(duì)協(xié)作伙伴之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加密，從而達(dá)到保密性。

二、無(wú)線協(xié)作通信中對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)的選擇。

在無(wú)線協(xié)作通信中，對(duì)于中繼節(jié)點(diǎn)的選擇是很重要的。它直接影響到無(wú)線資源信號(hào)的穩(wěn)定性和資源使用率的問(wèn)題。

2.1單中繼節(jié)點(diǎn)和多中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案的選擇。

在無(wú)線協(xié)作通信中的中繼節(jié)點(diǎn)選擇中，我們根據(jù)節(jié)點(diǎn)的傳輸方式和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，主要是選擇兩種選擇方案，單中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作通信和多中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作通信進(jìn)行選擇。單中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案即在通信系統(tǒng)中存在的眾多候選中繼節(jié)點(diǎn)中遵循一定的準(zhǔn)則選擇出“最佳”中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作通信；而多中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案是在眾多候選中繼節(jié)點(diǎn)中根據(jù)一定的選擇方案選擇其中一部分或者全部中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作通信。兩種方案的都存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

單中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案在頻譜利用率方面，高于多中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案；而且在通信鏈路質(zhì)量較高的環(huán)境中，因?yàn)閱沃欣^節(jié)點(diǎn)選擇方案的單一性，就會(huì)節(jié)省信號(hào)傳輸?shù)乃俣?，而多中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案可能會(huì)選擇“無(wú)效”的中繼節(jié)點(diǎn)，從而造成資源的浪費(fèi)。所以在信號(hào)質(zhì)量好、通信鏈路質(zhì)量較高的環(huán)境中的，我們采用單中繼節(jié)點(diǎn)的選擇方案是合適的。

但是在信道通信質(zhì)量不佳的情況下，多中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案因?yàn)槠渲欣^節(jié)點(diǎn)的數(shù)量比較多，信號(hào)傳輸?shù)慕邮鼙容^單中繼選擇方案更加全面，也就擁有更穩(wěn)定的性能。所以在這種情況下更應(yīng)該采用多中繼節(jié)點(diǎn)選擇方案。

2.2協(xié)作通信中的中繼節(jié)點(diǎn)選擇方法。

在無(wú)線協(xié)作通信的中繼節(jié)點(diǎn)的選擇中，處于對(duì)具體要求的不同，節(jié)點(diǎn)的選擇方案也是不同的。選擇的方案包括基于位置信息的中繼選擇方案、基于瞬時(shí)信道狀況的中繼選擇方案、基于功率限制的中繼選擇方案、基于中斷概率的中繼選擇方案四種方案。我們?cè)趯?shí)際選擇過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)這四種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行選擇。

基于位置信息的中繼選擇方案的優(yōu)點(diǎn)在于算法簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是各終端需安裝 GPS 接收機(jī)，成本較高；只能應(yīng)用于固定的節(jié)點(diǎn)之間。

基于瞬時(shí)信道狀況的中繼選擇方案的優(yōu)點(diǎn)在于自適應(yīng)效果較好，具有時(shí)變性，靈活性高。缺點(diǎn)是信道實(shí)時(shí)變化，需要額外開(kāi)銷；可能產(chǎn)生隱藏終端，無(wú)法選出最佳中繼節(jié)點(diǎn)。

基于功率限制的中繼選擇方案的優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)省功率，使得終端壽命延長(zhǎng)。缺點(diǎn)在于使用的計(jì)算法復(fù)雜度較高，使用復(fù)雜。

基于中斷概率的中繼選擇方案的優(yōu)點(diǎn)在于確保了通信的可靠性。缺點(diǎn)在于一味追求降低中斷概率，可能會(huì)因此采用多中繼節(jié)點(diǎn)，從而導(dǎo)致各類資源的浪費(fèi)。

三、無(wú)線協(xié)作通信中對(duì)中繼傳輸方案的選擇

在無(wú)線協(xié)作通信的中繼選擇中，中繼傳輸策略方案的選擇也很重要。合適的策略方案可以大大的提高無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)男剩瑴p少對(duì)資源的浪費(fèi)情況。

無(wú)線協(xié)作通信的中繼傳輸策略方案一般可以分成固定中繼方案和自適應(yīng)中繼方案。

在固定中繼方案中，源到中繼的信道資源是以固定的（確定性的）方式被劃分。中繼的處理會(huì)依據(jù)采用的協(xié)議而有所不同。最基本的協(xié)作通信中繼傳輸方案有兩種：放大轉(zhuǎn)發(fā)（AF）中繼協(xié)議和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)（DF）中繼協(xié)議。而自適應(yīng)中繼技術(shù)，其主要包括選擇中繼和增量中繼。

固定中繼具有便于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)，然而由于一半的信道資源都用來(lái)中繼轉(zhuǎn)發(fā)，降低了整個(gè)系統(tǒng)的速率，從而導(dǎo)致了較低的頻譜效率。

特別是源與目的節(jié)點(diǎn)之間的信道質(zhì)量較好時(shí)，目的節(jié)點(diǎn)能夠正確接收來(lái)自源節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，此時(shí)中繼節(jié)點(diǎn)的協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)就浪費(fèi)了于是應(yīng)該采用自適應(yīng)中繼技術(shù)。

四、結(jié)束語(yǔ)

在無(wú)線通信領(lǐng)域，協(xié)作通信技術(shù)由于噪聲等干擾情況的影響，通信質(zhì)量受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如根據(jù)實(shí)際的環(huán)境、資源等情況，選擇合適的中繼節(jié)點(diǎn)、中繼策略方案，解決無(wú)線協(xié)作通信中出現(xiàn)的問(wèn)題成為了我們研究的關(guān)鍵。希望本文可以為相關(guān)的研究情況提供幫助。