多天线双向中继系统中断概率深度分析：协议与预编码影响

本文主要探讨了多天线双向中继系统（Amplify-and-Forward, AF）在安装有多个天线的中继节点（Relay Node, RN）下的中断概率分析。作者王睿和陶梅霞来自上海交通大学电子工程系，他们的研究聚焦于两种关键的双向传输协议：两时隙多路访问广播（Two Timeslots Multiple Access Broadcast, MABC）协议和三时隙时间分割广播（Three Slots Time Division Broadcast, TDBC）协议。 在研究中，首先假设中继节点无法获取瞬时信道状态信息（Instantaneous Channel State Information, CSI），在这种条件下，RN采用的是基于统计信道信息的固定中继增益进行线性处理。这种方法简化了系统的复杂性，但可能限制了性能优化。然而，后续的研究考虑了中继节点获取瞬时CSI的情况，允许进行更精确的信号处理，如在RN处进行迫零预编码（Zero-Forcing Precoding, ZFP）。 中断概率是通信系统的关键性能指标，它衡量了数据传输过程中由于信道条件变差导致接收端无法正确解码的概率。文章通过详尽的理论分析，得出了在不同协议下中断概率的闭式解，这对于理解和优化系统设计至关重要。分析结果显示，未采用预编码时，系统获得的分集增益与中继天线数量M无关，保持在1；而当引入预编码时，可以通过利用多天线的优势，显著提高系统的分集度，达到M-1的水平。 关键词“信与信息系统”、“双向中继”、“物理层网络编码”、“预编码”和“中断概率”表明了本文的核心研究内容，即在多天线环境下，如何通过优化信号处理策略来提升双向中继系统的可靠性，尤其是在高数据速率和多用户并发场景中的应用。 这篇论文为理解和优化多天线双向中继系统的设计提供了深入的理论分析，对无线通信领域特别是多天线技术在减少通信中断、提高系统效率方面的研究具有重要的参考价值。