双向DF中继选择技术的性能分析

⃝×TTRRRR·|·| ⌊·⌋·T R TR⃝可在www.sciencedirect.com在线获取ScienceDirectICT Express 2（2016）91www.elsevier.com/locate/icte双向DF中继选择技术的性能分析萨默尔·德维德科威特中东美国大学工程学院电气工程系接收日期：2016年4月23日;接受日期：2016年2016年8月31日在线发布摘要本文提出了一种基于Alamanti空时分组编码（STBC）的双向双中继选择技术，并分析了其性能。在所提出的技术中，两个和三相中继方案被用来执行双向通信终端之间的通信，通过两个选定的单天线中继，采用Alamanti STBC在一个分布式的方式，以实现分集和正交化的信道，从而提高了系统的可靠性，并使使用一个符号明智的检测器。此外，在所有中继器处应用的网络编码策略不与在任何终端处已知的用于广播数据的任何功率浪费相关联我们的模拟证实了分析结果，并显示出显着改善的误码率（BER）性能，我们提出的技术相比，目前最先进的。c2016韩国通信信息科学研究所。出版社：Elsevier B.V.这是一篇开放获取的文章，CC BY-NC-ND许可证（http：//creativecommons. org/licenses/by-nc-nd/4. 0/）。关键词：双向中继网络;中继选择;分布式空时分组码;协作分集;数字网络编码1. 介绍单向和双向中继方案已被广泛考虑，以提高中继网络的可靠性和吞吐量，并克服信道损伤[1使用传统技术，中继器在正交信道上发送接收到的矢量，或者使用正交码（例如STBC [6]）来对它们进行编码，以实现具有低解码复杂度的全分集增益，或者使用遭受高解码复杂度的非正交码。代替使用后一种技术，可以应用用于非正交中继网络的中继选择[7在[7-一些方法根据最佳SNR或可实现的数据速率在多个中继中选择单个中继[8，9]。其他人根据特定标准选择一个或两个继电器电子邮件地址：samer. aum.edu.kw。同行评审由韩国通信信息科学研究所负责。本文是题为《互联网中的ICT融合》特刊的一部分。由Yacine Ghamri-Doubang，Yeong Min Jang，Daeye-Kim，HossamHassanein和JaeSeung Song客座编辑。例如最最近，在[7]中引入了混合选择准则的思想。已经证明双中继选择策略优于单中继选择策略[8]。在本文中，我们已经证明，通过模拟和分析结果，所提出的技术，使用两个和三个阶段的计划优于最先进的两个和三个阶段的技术。此外，我们已经表明，所提出的方案在BER方面的模拟性能是非常接近的理论。2. 系统模型让我们考虑包括两个单天线终端1和2的半双工中继网络，这两个单天线终端1和2经由从R个单天线节点（R1，. . .，RR），如图1所示。节点T1，T2，1，. . . ， R具有有限的平均发射功率PT1，PT2，P1，. . . 、P R。我们将从1到r和从2到r的信道分别表示为fr和gr，在本文中，（），mod（a， b），ai、IT、σ2和E分别代表绝对值、向零舍入的地板函数、复共轭、a除以b的余数、Frobenius范数、向量a的第i个元素、TT单位矩阵、噪声方差和统计期望http://dx.doi.org/10.1016/j.icte.2016.08.0082405-9595/c2016韩国通信信息科学研究所。Elsevier B. V.的出版服务。这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http：//creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4. 0/）。92S.电子邮件/ ICT Express 2（2016）91RRR|=S S T TT| =SSTTTF··∈S SR RRRM×RRRT1iT1T2iT2T1is<$R，T2=argmin<$yT2−PRrgrArs R。（九）nFig. 1.双向中继网络。3. 两相双向DF继电器选择在该方案中，两个终端以相同的方式交换它们的符号。我们注意到，所提出的技术选择m，并且n分别基于最第一个选择的继电器在两个终端[9]的方向上是最佳的，并且在至少一个方向上是好的在中继器数量较少的情况下，m可以等于n，其中选择单个中继器来转发接收到的信号。为了简单起见，在下文中，我们考虑T=2和在T2处接收的信号。在T1处的接收信号可以相应地被恢复在第二阶段中，Rm和Rn分别用以下2× 2 AlaminumSTBC矩阵预编码sR，m和（sR，n）εAm=10，An=01，（6）两个阶段。在从时隙1到T的第一阶段期间，T1和T2同时发送它们的T×1向量ST1和ST2，0 1sR，m=sR，m，−10s<$R，n=（sR，n）<$（7）因此，在Rr处的接收向量是yR，r=12PT1frsT1+12PT2grsT2+nR，r（1）在向两个终端转发所得到的矢量之前，使得在T2其中[s]∈S，[s]∈ S，E |[s ]的一种|2=1，yT2=PRmgmAmsR，m+PRngnAnsR，n+nT2（8）Es2i21，1和2是两个可能不同的星座，并且n，r代表第一阶段中的中继噪声向量。在第二阶段期间，使用以下最大值在Rr处似然检测器其中nT2表示T2处的噪声向量。ML探测器在T2可以通过假设中继处的无差错解码来近似sR，m=sR，n=sR，使得Sargmin y−2 Pf s+2 P gs（二）R={m， n}sT1，sT2尼加拉瓜rT1rT1T2 rT2T2的检测器接收到矢量S_T_1使用知识为了不浪费功率将已知信息传输到目的地终端，其自身的传输向量和F的逆（表示为F−1），即， s<$T1=F−1（s<$R，T2，sT2）。在使用千年评估的情况下，两个末端的向量，sRr和s，在单个向量中，不函数作为组合函数，k∈R，T2被定义为使得1，r相同的星座，由下式给出：T2，rSR（k） R、T2）=sR、T2，然后是T2恢复T1sR，r=F（s<$T1，r，s<$T2，r）（3）其中（，）代表组合函数。最近，已经提出了几种组合函数来组合符号，例如，模算术（MA）[2，12]-和其中的参考文献。 注意s，r，其中代表从中继器发送的符号的星座图，|S R|= max {|S T1|、|S T2|}中。我们表示第j个条目s使用s<$T1=Fm−1（s<$R，T2，sT2）=ST1（mod（k<$R，T2−kT2，|ST1|））其中，Fm−1表示MA函数的逆4. 三相双向DF继电器选择在三相双向中继方案中，通信终端在三个阶段中交换它们的符号。在从1到T和从T+1到2T的第一和第二阶段中，T1和T2分别转发它们的T×1符号向量sT和sT其中j ∈ {0，1，. . . 、|S|− 1}1 2R接收以下T×1向量其逆为S−1（s）=j。让我们定义kT1和kT2使得ST1（kT1）=sT1且ST2（kT2）=sT2; MA函数定义为Fm（sT，sT）=SR（mod（S−1（sT）+yR1，r=1.3PT1frsT1 +nR1，r（10）−11 2T11[2]中提出的也可以用来计算叠加的符号。现在让我们考虑所提出的技术基于以下混合选择标准在所有中继中选择两个中继，第m个中继m和第n个中继n100-100 |f m|、|G m|），（4）STT|SR|= SRT +不|SR|2（s2），））（mod（k1k2，））.异或[1]中解释的函数和组合函数pro.yR2，r=R3PT2grsT2+nR2，r（11）S.电子邮件/ ICT Express 2（2016）9193T TRsT1n其中n1，r和n2，r分别代表第一和第二阶段期间r处的T1噪声矢量类似于第3部分，接收到的符号1和2被检测为r通过使用（10）和（11），使得s<$T1，r=ar gmin<$yR1，r−<$3PT1frsT1<$，（12）01-02-2016刘晓波（|G n|），|fm|>> |G m|（五）s=argmin-103 P gs（十三）arg max（|f n|），||G

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