通信信号处理——协同通信信号处理讲述资料.ppt

人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 多中继 多中继：固定多中继、自适应多中继 固定多中继：在K个候选中继中固定选择M个链路质量最好的中继转发源信号 自适应多中继：基于阈值自适应选择中继数，且该阈值是由目的节点计算并更新的最优阈值（中继数可变） 中断概率：二者相差不大 在低信噪比环境下，固定多中继参与协同的中继数始终多于自适应多中继参与协同的中继数 中继选择准则 依据信道条件的中继选择准则 基于统计信道信息的中继选择：依据距离、路径损耗、平均信噪比等参数执行中继选择，适用于静态网络或低速移动网络（涉及定位） 基于瞬时信道信息的中继选择：适用于动态网络。该准则要求中继节点不断进行信道估计，如果信道估计错误，系统性能会由于选择不恰当的工作模式而受到影响 单中继模型 在单中继模式中，协同通信过程分为两个阶段： 第一阶段：广播模式，接续时间为t，源节点发送信息，中继节点和目的节点接收信息； 第二阶段：多址接入模式，继续时间为1-t，源节点和中继节点均发送信息，目的节点接收信息 多中继模型 并行多中继模型：选择多个中继节点参与协同可望获得更大的空间分集增益（固定并行多中继、自适应并行多中继），存在多中继的同步问题、资源利用率降低问题等 多中继模型 多跳中继模型：源节点由于距离目的节点较远或直达路径上具有很多障碍物，不能直接发送信息给目的节点，源节点通过中间若干个多跳级联的中继节点依次转发消息达到目的节点 多中继模型 多源协同中继模型：多个需要发送数据的源节点相互协同发送各自的消息给共同的目的节点或目的节点集合，任何单个源节点均不能满足在其目的端的QoS要求，但经由网络中其它源节点的辅助可以达到QoS要求 协同通信关注的重点 基于量化信道信息的中继选择策略评估：在分布式中继选择时，通常在各候选中继节点处设置定时器（倒计时选择中继），很难保证中继节点之间不发生冲突，一旦发生，将会导致中继选择失败；在集中式中继选择时，集中控制器需要获得第一跳和第二跳的完备信道信息，但实际情况是集中控制器只能获得第一跳量化信道信息，为了获得第二跳量化信道信息，目的节点必须回送应答消息，由此会产生新的开销，研究采用什么样的方式获得第二跳信道信息？会增加多大的系统开销？ 协同通信关注的重点 多用户干扰场景下的中继选择：干扰的存在不仅会改变对协同通信系统的统计描述，而且也限制了系统所能获得的分集增益和信道容量。同时，在考虑干扰的情况下，已有的中继选择准则不再适用，需要研究干扰受限系统中的最优中继选择准则 多天线中继节点下的中继选择：MIMO 技术能显著提高无线通信系统的性能，将多天线技术分别用在源节点、中继节点或目的节点均可进一步提高系统容量，将多天线用于中继节点时获得的性能增益最大。多天线中继节点下应考虑接收信号的相关性问题，天线接收信号相关性直接导致分集增益减小与信道效率下降。 协同通信关注的重点 多源多中继选择策略：在多个源节点和多个中继节点协同传输各自的数据给同一个目的节点（如接入点或基站）时，传统的MAC方式不再有效，基于协同的MAC协议应能与物理层匹配，以便能有效协同，此时系统模型、中继选择、源节点与中继节点间的功率分配、协同MAC协议等是重要研究课题 建立多源多中继单目标节点传输模型，从信息论角度研究该模型能提供的系统容量 协同通信关注的重点 资源分配与调度策略：多源多中继协同通信网络在资源分配上存在空、时、频和功率等多个维度。中继的引入虽然能扩展覆盖范围、提高系统容量，但中继链路会占用额外资源，而多中继链路往往存在多条潜在的中继路由，这些因素会增加资源调度的维度，也意味着资源分配与调度有更多的潜在增益，需要研究如何有效利用这些潜在增益？如果同时考虑多用户调度的分集增益、用户的QoS 和公平性保证，上述问题是一个空、时、频、功率、用户和中继路由等多个维度上的联合优化问题，如何建立融合空、时、频、功率、用户和中继路由等多维资源调度联合优化近似理论模型？如何利用多维资源之间耦合度的差异性，研究资源分配和调度策略？ 协同通信关注的重点 中继选择的跨层优化：现有的中继选择算法大多仅从物理层考虑如何提高系统性能，为了满足各种不同业务的QoS要求，并支持网络拓扑结构的变化，需要采用合理的跨层设计，将分散在网络各个子层的特性参数融合 在中继选择算法中联合数据链路层的队列状态信息和物理层的信道状态信息，研究中继选择准则，降低中继等待时延