协作通信网络中的中继节点选择技术

(5)基于跨层联合优化的协同节点选择策略

对于协同系统，协同节点仅仅是系统资源的一部分，因此将协同节点选择和其他系统资源分配联合考虑可以极大的改善系统性能。文献[12]研究了拥有一个基站和多个移动台的蜂窝网络如图6所示，网络的接入方式采用OFDMA技术，文中通过建立一个中心式的优化模型，联合考虑了多个层次的优化参数，最终不仅仅得到了最优的功率和带宽分配，并且得到了最优的协同节点选择方法和协同策略选择方法。另外，文献[13]通过拉格朗日对偶分解得到了分布式的优化方法，并且考虑了流量控制对系统的影响。

(6)基于多协同节点的选择策略

在无线网络中，单个节点的处理和传输能力有限，通过多个节点的协同不仅仅可以得到空间分集增益还可以获得空间复用增益，同时还可以均衡业务负载。文献[14]中假设目的节点拥有多个天线，利用协同节点来传输不同的信息从而得到空间上的复用，而通过协同节点选择同时获得了分集增益，如图7所示。本文通过贪婪搜索的方法来选择最优的协同节点。通过分析可以看出利用多节点进行协同可以获得更好的分集和复用折中。

文献[15]中，提出了两种中继节点选择方法，在固定选择策略中，源节点从K 个协同节点中固定选择出M个中继节点，这M 个中继节点同时发送从源节点收到的信息。另外，文中还提出一种基于门限值的动态中继选择方法，该方法在保证中断概率的前提下，最小化参与协同的节点的个数，从而减小有协同带来的干扰。

文献[16]给出中在存在多个中继节点的情况下，将功率控制和节点选择相结合，该协议的目的是通过分配源节点和中继节点集合的功率来在最小化中断概率，并且降低计算的复杂度。该协议分为两个阶段：在权衡了S-R和R-D的信道条件下选择源节点的功率；通过搜索的办法选择能够最小化中断概率的中继节点集合，该集合中的中继节点间的功率平均分配。仿真和分析结果表明该算法能够达到较小的中断概率。

4 结束语

根据以上论述可知，每种系统和算法都有各自的特点和适用范围，没有哪一种是绝对最优的，但从整体上看动态分配系统资源的跨层设计思想更加充分发挥了协同通信系统的特点，相对于传统的系统有很大的性能增益。但是由于动态资源分配往往引入更多的变量，使得系统优化变得困难，也对实现带来了巨大挑战。我们应该通过适当的选择优化参数，在有效控制复杂度的情况下，优化协同通信系统。

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作者介绍：

张琰，西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室在读博士生，主要研究移动通信、无线自组织网络等。

盛敏，西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室教授、博士生导师，主要研究领域为移动通信、无线自组织网络、认知无线网络等；主持和参加国家级科研项目10项；已发表论文60多篇，其中被SCI/EI检索40余篇；出版专著2部。

李建东，西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室教授、博士生导师，主要研究方向为无线自组织网络、宽带无线移动通信、软件无线电、认知无线电等；主持和参加国家级科研项目30余项；发表论文200余篇，被SCI、EI检索160余篇次；出版专著7部。