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

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2016180

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基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析

研究与开发 | 更新时间：2024-06-05

- 基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析
- Performance analysis of multi-relay DF cooperative communication system based on directional antenna
- 电信科学 2016年32卷第6期页码：129-135
- 作者机构：
  
  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
- 作者简介：
  
  [ "王明伟（1976-），男，西北工业大学电子信息学院博士生，陕西科技大学电气与信息工程学院副教授，主要研究方向为无线协作通信。" ]
  [ "张会生（1955-），男，西北工业大学电子信息学院教授、博士生导师，主要研究方向为通信系统理论与技术、多媒体通信与组网技术。" ]
  [ "李立欣（1979-），男，博士，西北工业大学电子信息学院副教授、硕士生导师，主要研究方向为通信与信息系统。" ]
  [ "何立风（1963-），男，博士，陕西科技大学电气与信息工程学院教授、博士生导师，主要研究方向为信号处理。" ]
- 基金信息：
  
  中国博士后科学基金资助项目;China Postdoctoral Science Foundation Projects(2014M552489);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目;The Central University Basic Business Expenses Special Funding for Scientific Research Projects(3102014JCQ01052);陕西省科技厅基础研究项目;Natural Science Foundationof Shaanxi Provincial Science and Technology Department(2016JM6062);陕西省咸阳市科技局自然科学专项基金资助项目;Science and Natural Science Special Projects of Shaanxi Xianyang(2015K03-17)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-0801.2016180
  中图分类号： TN914
- 网络出版日期：2016-06，
  
  纸质出版日期：2016-06-20
- 稿件说明：
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王明伟, 张会生, 李立欣, 等. 基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析[J]. 电信科学, 2016,32(6):129-135.

Mingwei WANG, Huisheng ZHANG, Lixin LI, et al. Performance analysis of multi-relay DF cooperative communication system based on directional antenna[J]. Telecommunications science, 2016, 32(6): 129-135.
王明伟, 张会生, 李立欣, 等. 基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析[J]. 电信科学, 2016,32(6):129-135. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2016180.

Mingwei WANG, Huisheng ZHANG, Lixin LI, et al. Performance analysis of multi-relay DF cooperative communication system based on directional antenna[J]. Telecommunications science, 2016, 32(6): 129-135. DOI： 10.11959/j.issn.1000-0801.2016180.

摘要

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。

Abstract

In order to achieve reliable communication in multi-relay cooperative communication，the directional antenna combining multi-relay cooperative communication system and optimal relay selection decode-and-forward cooperative strategy was presented.Firstly，the theoretical closed form of outage probability of the communication system using directional antenna operating in the three modes of DT-DR，DT-OR and OT-OR were presented.Then for three kinds mode，the collaboration communication system interrupt probability and signal-to-noise ratio，the number of relay nodes，the antenna gain channel fading efficiency and relationship between the channel capacity were analyzed in numerical simulation.These findings reveal that excellent performance of cooperative communication system with directional antennas could be achieved such as smaller outage probability and improved by best relay nodes and optimal power allocation coefficient.

关键词

Keywords

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