12、协作通信与节能策略解析

协作通信与节能策略解析

1. 协作通信基础

协作通信有多种形式，主要技术包括协作中继和多跳通信。

1.1 协作中继

协作中继通过三节点网络实现，通信分两个阶段。第一阶段，源节点S向目的节点D和中继节点R广播消息；第二阶段，中继节点R将接收到的信息转发给目的节点D。中继节点建立了平行于S - D的另一条路径（S - R - D），提供了空间分集。
- 中继策略
- 放大转发（AF） ：中继节点R放大接收到的信号，不检测信号就转发。此策略简单，但会放大信号中的噪声，可能降低信噪比（SNR）。
- 解码转发（DF） ：中继节点R先检测接收到的信号，然后编码并转发给目的节点D。
- 压缩转发（CF） ：中继节点检测接收到的信号，利用中继和目的节点接收到的消息之间的统计相关性，将量化或压缩后的消息转发到目的地。
- 策略性能取决于源 - 中继信道的质量。当信道质量好时，DF策略性能优于AF策略；反之，AF策略表现更好。
- 信号合并策略
- 选择合并（SC） ：选择信噪比更高的接收信号进行检测，忽略较弱的信号。
- 最大比合并（MRC） ：考虑两个信号进行检测，对信号进行加权平均，每个信号的权重与其信噪比成正比。但在合并前，需要补偿由于直接和中继链路不同路径长度导致的不同相移，以防止信号相消。

1.2 多跳通信