基于定向天線和最佳中繼選擇AF策略的協(xié)作通信系統(tǒng)*

王明偉　李立欣　張會(huì)生　謝文姣

(1.西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院， 陜西 西安 710072； 2.陜西科技大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

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基于定向天線和最佳中繼選擇AF策略的協(xié)作通信系統(tǒng)*

王明偉1，2李立欣1張會(huì)生1謝文姣1

(1.西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院， 陜西 西安 710072； 2.陜西科技大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

提出了采用定向天線和最佳中繼選擇AF協(xié)作策略的多中繼協(xié)作通信系統(tǒng)，從理論上推導(dǎo)出相應(yīng)的系統(tǒng)中斷概率公式.結(jié)合理論分析結(jié)果對(duì)中斷概率和信噪比、信道衰落系數(shù)、天線功率增益、中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)以及節(jié)點(diǎn)功率分配系數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了仿真分析.結(jié)果表明：采用定向天線和最佳中繼選擇AF協(xié)作策略的通信系統(tǒng)，不但滿足軍事通信的射頻隱身特性要求，而且在小信噪比、深衰落信道及參與協(xié)作中繼節(jié)點(diǎn)有限的條件下，比采用相同策略的全向天線協(xié)作通信系統(tǒng)具有更小的中斷概率，提高了通信可靠性.

協(xié)作通信；定向天線；最佳中繼選擇；放大轉(zhuǎn)發(fā)；中斷概率

協(xié)作通信是通過(guò)通信節(jié)點(diǎn)之間彼此共享天線引入空間分集，能有效地對(duì)抗無(wú)線信道的多徑衰落，提高無(wú)線通信鏈路的可靠性.近年來(lái)，對(duì)協(xié)作通信技術(shù)的研究已成為無(wú)線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，但其研究幾乎都集中于信號(hào)廣播的數(shù)學(xué)模型，即天線工作于全向(OD)模式[1-4]，未考慮到天線的方向性和功率增益對(duì)傳輸信號(hào)的影響.現(xiàn)代天線的理論研究和應(yīng)用表明，定向天線(DA)可以把電磁波輻射能量更集中地發(fā)送到所需要的通信方向上，在該方向上具有較大的功率增益，能夠有效地增加傳輸距離，減少了非通信方向上的信號(hào)干擾，提高信道空間復(fù)用率.在軍事通信等特殊場(chǎng)合，定向天線的優(yōu)勢(shì)顯著，因?yàn)椴捎枚ㄏ蛱炀€可以避免被偵聽(tīng)和干擾，較好地實(shí)現(xiàn)射頻隱身，美軍的F-22戰(zhàn)斗機(jī)采用6組定向天線實(shí)現(xiàn)了射頻隱身[5].在民用領(lǐng)域，定向天線的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到Ad Hoc、無(wú)線Mesh網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)等領(lǐng)域[6-9].

目前，關(guān)于協(xié)作通信和定向天線單方面的研究很多，但將二者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行的研究還處于起步階段.文獻(xiàn)[5]研究了采用定向天線的單節(jié)點(diǎn)解碼轉(zhuǎn)發(fā)(DF)協(xié)作通信系統(tǒng)的誤符號(hào)率(SER)及其上界；文獻(xiàn)[10]研究了采用定向天線的單節(jié)點(diǎn)DF協(xié)作通信系統(tǒng)的SER；文獻(xiàn)[11]研究了采用定向天線的雙向單中繼AF協(xié)同通信系統(tǒng)的中斷概率下界，指出在高信噪比(SNR)或者終端到中繼的信道系數(shù)相差較大的條件下，該下界趨近精確值；文獻(xiàn)[12]研究了采用定向天線的多中繼AF系統(tǒng)，分析了采用時(shí)分多址方式協(xié)作的系統(tǒng)中斷概率的上、下界.

文中結(jié)合軍事通信領(lǐng)域的射頻隱身和高可靠性等方面的要求，對(duì)定向天線技術(shù)應(yīng)用于有限節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)進(jìn)行了探索性研究，以多中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)協(xié)作通信性系統(tǒng)為研究對(duì)象，提出了新的通信協(xié)作策略，在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)中斷概率進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并對(duì)中斷概率和信噪比、信道衰落系數(shù)、天線功率增益、中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)及節(jié)點(diǎn)功率分配系數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了仿真分析.

1　協(xié)作通信系統(tǒng)模型

1.1定向天線模型

根據(jù)天線方向性的不同，天線可分為全向和定向天線兩種[13].全向天線向全空域各個(gè)角度輻射電磁波，可用距離近，增益小，多應(yīng)用于小范圍的通信.定向天線一般應(yīng)用于通信距離遠(yuǎn)、信道衰減大的通信系統(tǒng).假設(shè)通信系統(tǒng)采用定向天線，則該通信系統(tǒng)收發(fā)端的功率關(guān)系可用Friss方程描述為

(1)

式中：PT為發(fā)射功率；GT為發(fā)射端的定向天線增益，指天線在某個(gè)范圍內(nèi)(由方位角和仰角決定)發(fā)射的輻射能量；GR為接收端的定向天線增益，指天線在該區(qū)域內(nèi)收集到的輻射能量；c為損耗常數(shù)，與大氣吸收、歐姆損耗有關(guān)；r為路徑d的指數(shù)衰減因子，一般取2≤r≤4.式(1)說(shuō)明了采用定向天線時(shí)無(wú)線鏈路傳輸特性和天線增益、接收功率和發(fā)射功率之間的關(guān)系.相比于全向天線，方程(1)存在兩個(gè)增益因子GT和GR.

對(duì)于定向天線，增益因子GT和GR在實(shí)際中與天線類型有關(guān)，一般可獲得幾十dB的增益，如7°波束帶寬的天線增益大約為30 dB，有源或無(wú)源陣列天線可以獲得更高的增益和更好的指向性[14].全向天線對(duì)信號(hào)功率沒(méi)有增益，在式(1)中增益因子GT和GR均為0 dB.

1.2多中繼協(xié)作策略

考慮一個(gè)采用定向天線的多中繼節(jié)點(diǎn)的半雙工雙跳模型，如圖1所示.假設(shè)圖中中繼節(jié)點(diǎn)的密度不大，定向天線的波束成型角度較小，單個(gè)節(jié)點(diǎn)在某一時(shí)刻只能與一個(gè)節(jié)點(diǎn)通信，且源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)可能會(huì)因障礙物的阻擋或信號(hào)被極大的干擾和衰減而不能直接通信，中繼節(jié)點(diǎn)分布于障礙物周圍且能夠和源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)直接通信.也就是說(shuō)，源節(jié)點(diǎn)S只能通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)R向目的節(jié)點(diǎn)D發(fā)送信息.基于以上假設(shè)，文中提出了將定向天線和協(xié)作通信技術(shù)相結(jié)合的基于定向天線的最佳中繼選擇放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作通信方案.為了節(jié)點(diǎn)的隱蔽和射頻隱身，文中選擇源節(jié)點(diǎn)單天線多時(shí)隙和中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，而不是采用多個(gè)定向天線進(jìn)行全域覆蓋.該協(xié)作策略具體描述為：源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)一次傳輸過(guò)程包含兩個(gè)階段，在第1階段中，源節(jié)點(diǎn)采用定向天線向K個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)依次定向發(fā)送信息，需要K個(gè)時(shí)隙，中繼節(jié)點(diǎn)定向接收并對(duì)接收到的源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行歸一化處理；在第2階段，目的節(jié)點(diǎn)從所有中繼中選擇最佳中繼節(jié)點(diǎn)，且僅由該最佳中繼節(jié)點(diǎn)采用定向天線以定向方式轉(zhuǎn)發(fā)信息到目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)定向接收，因此協(xié)作通信系統(tǒng)所需時(shí)隙數(shù)為K+1.最佳中繼節(jié)點(diǎn)的選擇過(guò)程簡(jiǎn)述如下：中繼節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)來(lái)自目的節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)頻信號(hào)，并設(shè)定定時(shí)器時(shí)長(zhǎng)與源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量成反比關(guān)系，一旦定時(shí)器時(shí)間結(jié)束，該中繼發(fā)送標(biāo)志信息給目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)確定最早發(fā)送標(biāo)志信息的中繼為最佳中繼并通知其他中繼節(jié)點(diǎn)保持靜默.對(duì)于準(zhǔn)靜態(tài)慢衰落信道，完成一次最佳中繼選擇可以保證在后續(xù)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行持續(xù)可靠通信.最佳中繼選擇雖然需要消耗一定的時(shí)間資源，但各節(jié)點(diǎn)無(wú)需網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步以及知道全網(wǎng)的全部或部分信道狀態(tài)信息(CSI).

圖1最佳中繼選擇的多中繼協(xié)作通信示意圖

Fig.1Schematic diagram of optimal relay selection multi-relay cooperative communication system

2　性能分析

設(shè)信道特性服從慢衰落，且在一次傳輸中保持不變.對(duì)于任意兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)A和B，如存在一次A到B的傳輸鏈路A→B，則節(jié)點(diǎn)B的接收信號(hào)yB可以表示為

yB=hABxA+nB

(2)

(3)

yB=αABxA+nB

(4)

由于限制總功率的大小在協(xié)作通信中有著重要的意義，傳輸功率不但影響到采用電池供電終端的壽命、通信用戶間相互干擾的嚴(yán)重程度以及能否實(shí)現(xiàn)協(xié)作分集.因此，文中進(jìn)一步設(shè)定系統(tǒng)功率約束條件.設(shè)Pt為系統(tǒng)端到端的總傳輸功率，ζ為總功率分配給源節(jié)點(diǎn)的功率分配系數(shù)，ζ∈(0，1]，1-ζ∈[0，1).因?yàn)樵垂?jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)不能進(jìn)行信息廣播，故源節(jié)點(diǎn)到每一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的通信所使用的發(fā)射功率為PS/K.源節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率滿足如下約束條件：

PS=ζPt

(5)

中繼節(jié)點(diǎn)的功率約束條件為

(6)

式中，Pr為最佳中繼節(jié)點(diǎn)傳輸功率.

圖1所描述的基于最佳中繼選擇協(xié)作策略的多節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)，不存在源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)的直傳鏈路，需要經(jīng)過(guò)最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)放大轉(zhuǎn)發(fā).采用定向天線時(shí)中繼接收到的信號(hào)為

(7)

(8)

可見(jiàn)，中繼節(jié)點(diǎn)不僅放大了信號(hào)，同時(shí)也放大了噪聲.目的節(jié)點(diǎn)接收的一路信號(hào)可以表示為

(9)

(10)

(11)

式中，ηt=Pt/N0，為系統(tǒng)總的信噪比.

④面板壩上游坡面施工在新疆地區(qū)首次采用擠壓邊墻技術(shù)，簡(jiǎn)化了施工程序，減少了上游坡面削坡、斜坡碾壓等作業(yè)，有利于壩前趾板區(qū)灌漿、防護(hù)等施工。

(12)

因此，選擇的最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)滿足

(13)

將ηk進(jìn)一步改寫為

(14)

(15)

由式(12)-(15)可推導(dǎo)出采用最佳中繼選擇放大轉(zhuǎn)發(fā)型的多中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率PDA，o為

(16)

利用積分式[15]

對(duì)式(16)進(jìn)行化簡(jiǎn)，得到中斷概率閉合表達(dá)式為

(17)

推論1若通信系統(tǒng)采用全向天線(ODA,GT=GR=0dB)和最佳中繼選擇的協(xié)作策略(所用時(shí)隙數(shù)K=2)，則式(17)可簡(jiǎn)化為

(18)

3　仿真與結(jié)果分析

從式(17)的理論分析結(jié)果可以看到，基于定向天線和最佳中繼選擇的AF協(xié)作通信可以獲得滿分集增益.但協(xié)作通信系統(tǒng)在引入天線增益的同時(shí)占用了更多信道時(shí)隙，因此文中對(duì)不同仿真條件下采用最佳中繼選擇策略的協(xié)作通信系統(tǒng)工作在定向天線和全向天線模式時(shí)的性能進(jìn)行分析與比較.以中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)K=4為例，采用信道功率等距指數(shù)衰減方案對(duì)實(shí)際通信條件進(jìn)行近似模擬，即源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的信道功率衰落分布分別滿足ΩSk=ΩS1e-(k-1)δ1和ΩkD=Ω1De-(k-1)δ2(δ1≥0，δ2≥0；k=1，2，…，K)，δ1和δ2分別為源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的鏈路功率衰減系數(shù)，ΩS1=Ω1D=1為參考信道，δ1=δ2=δ取0.0、0.5、1.0時(shí)分別對(duì)應(yīng)3種不同的信道衰落環(huán)境，頻譜效率R′=1 b/(s·Hz)，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)等功率分配(ζ=0.5)，采用DA的協(xié)作通信系統(tǒng)的GT=15 dB，GR=15 dB，協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率Po和信噪比之間的關(guān)系如圖2所示.由圖中可知：無(wú)論是采用定向天線還是采用全向天線，協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率都隨著信噪比的增加迅速下降，說(shuō)明增大信噪比有利于改善系統(tǒng)的性能；采用定向天線的協(xié)作通信系統(tǒng)性能優(yōu)于采用全向天線的協(xié)作通信系統(tǒng)性能，適用于系統(tǒng)功率小和深衰落信道環(huán)境；在相同的中斷概率下，采用DA的協(xié)作通信系統(tǒng)所需功率比采用ODA的協(xié)作通信系統(tǒng)減少約14 dB，這種性能的改善主要得益于定向天線的功率增益.

圖2兩種協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率和信噪比的關(guān)系

Fig.2Relationship between outage probability and SNR for two cooperative communication systems

在不同信道環(huán)境下采用DA和ODA的協(xié)作通信系統(tǒng)性能比較如圖3所示.仿真參數(shù)ΩS1=Ω1D=1；ηt=10 dB；K=4，5，6；ζ=0.5；DA的GT=15 dB，GR=15 dB；ODA的GT=GR=0 dB.從圖3可以看出，在較小的SNR或深衰落信道環(huán)境條件下，采用DA的協(xié)作通信系統(tǒng)的性能仍滿足通信要求，而采用ODA的協(xié)作通信系統(tǒng)若要能正常工作，則需要較大的SNR及較好的信道衰落條件.

中斷概率和天線增益之間的關(guān)系如圖4所示.其中定向天線增益GT=GR=G；小信噪比環(huán)境ηt=0，15 dB；中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)K=4；ζ=0.5；頻譜效率R′=

圖3兩種協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率和信道衰落系數(shù)的關(guān)系

Fig.3Relationship between outage probability and channel decay factor for two cooperative communication systems

1 b/(s·Hz).信道衰落環(huán)境為等距指數(shù)分布，且ΩS1=Ω1D=1，δ1=δ2=δ.從圖中可知，對(duì)于給定的節(jié)點(diǎn)數(shù)，采用DA和采用ODA的協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率均隨著天線增益的增加而下降，系統(tǒng)性能得到有效的提高.這是因?yàn)楦鞴?jié)點(diǎn)的天線增益可以有效地提高各節(jié)點(diǎn)的傳輸功率和信噪比，降低系統(tǒng)中斷概率.

圖4中斷概率和天線增益之間的關(guān)系

Fig.4Relationship between outage probability and antenna gain

圖5兩種協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率和中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)關(guān)系

Fig.5Relationship between outage probability and number of relay nodes for two cooperative communication systems

兩種協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率和功率分配系數(shù)ζ之間的關(guān)系如圖6所示.其中采用DA的協(xié)作通信系統(tǒng)的工作條件為GT=15 dB，GR=15 dB，頻譜效率R′=1 b/(s·Hz)，等距指數(shù)衰減衰落信道(ΩS1=Ω1D=1；δ1=δ2=δ；δ=0.5，1.0).由圖6及式(17)計(jì)算可知：對(duì)于采用DA與ODA的協(xié)作通信系統(tǒng)，最優(yōu)ζ*的取值與信噪比、信道衰落條件、中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)K的取值密切相關(guān)；當(dāng)ζ*=0.5時(shí)，會(huì)導(dǎo)致一定的系統(tǒng)性能損失，即等功率分配時(shí)系統(tǒng)性能不是最優(yōu).為使系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)，需要源節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)發(fā)射功率PS與總功率Pt的比值ζ小于1/2，而中繼節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)功率Pr與總功率Pt的比值1-ζ大于1/2.最優(yōu)功率分配系數(shù)可以通過(guò)優(yōu)化方法獲得，在此不累述.從圖6(a)可以看出，無(wú)論是采用DA還是采用ODA的協(xié)作通信系統(tǒng)，其ζ均隨著信噪比SNR的減小而增加，需要將更多的功率分配給源節(jié)點(diǎn)，以保證源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)的可靠通信.從圖6(b)可以看出：在不同的信道衰落環(huán)境中(δ=0.5，1.0)，采用DA的協(xié)作通信系統(tǒng)的ζ隨著K的增加而增加，這是因?yàn)樵趨f(xié)作的第1階段，隨著中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，源節(jié)點(diǎn)需要利用更多的時(shí)隙，消耗更多的功率.綜合上述分析，雖然最優(yōu)ζ*的取值與信噪比、信道衰落條件、中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)的取值密切相關(guān)，但應(yīng)該始終給源節(jié)點(diǎn)分配較多的功率，而給中繼節(jié)點(diǎn)分配較少的功率，這在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的指導(dǎo)意義.

圖6兩種協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率和功率分配系數(shù)之間的關(guān)系

Fig.6Relationship between outage probability and power allocation coefficient for two cooperative communication systems

文中對(duì)功率分配系數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，由于節(jié)點(diǎn)數(shù)有限，通過(guò)優(yōu)化算法和計(jì)算機(jī)輔助，按照梯度法或直接法搜索采用DA的協(xié)作通信系統(tǒng)的最小中斷概率所滿足的最佳條件，結(jié)果如圖7所示.其中定向天線增益GT=15 dB，GR=15 dB，頻譜效率R′=1 b/(s·Hz)，ηt=20 dB，ΩSk=ΩkD=1，δ1=δ2=δ，δ=0.從圖中可知，采用DA的協(xié)作通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)最佳性能，最佳中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)K*=5，最佳功率分配系數(shù)ζ*=0.173 6.

圖7采用DA的協(xié)作中繼系統(tǒng)的中斷概率和功率分配因數(shù)及中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)的關(guān)系

Fig.7Relationship among outage probability， power allocation coefficient and number of relay nodes for cooperative communication system with DA

4　結(jié)論

傳統(tǒng)的協(xié)作通信系統(tǒng)均基于全向天線模型，而定向天線在方向性、功率增益、傳輸距離等方面具有優(yōu)勢(shì).在軍事領(lǐng)域，為提高通信的隱蔽性，采用定向天線可以有效實(shí)現(xiàn)射頻隱身.協(xié)作通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的空間分集，抵抗信道衰落，提升系統(tǒng)性能.文中將定向天線技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)相結(jié)合，提出了采用多時(shí)隙最佳中繼選擇AF策略的協(xié)作通信方案，以保證射頻隱身的同時(shí)提高通信可靠性.文中從理論上推導(dǎo)出采用定向天線和最佳中繼選擇AF策略的協(xié)作通信系統(tǒng)精確的中斷概率閉合表達(dá)式，并推導(dǎo)出采用全向天線的情況，發(fā)現(xiàn)采用等距指數(shù)衰減方案模擬實(shí)際信道功率衰落環(huán)境，可較為精確地模擬實(shí)際通信環(huán)境.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用基于定向天線和全向天線的最佳中繼選擇AF策略的協(xié)作通信系統(tǒng)性能均與信道衰落環(huán)境、功率分配方式有關(guān).與采用全向天線相比，采用定向天線和最佳中繼選擇AF協(xié)作策略的通信系統(tǒng)中斷概率除了與信道質(zhì)量和功率分配方式有關(guān)外，還與中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)、天線增益有關(guān).天線增益越大，系統(tǒng)性能越好，且存在最佳中繼數(shù)使得系統(tǒng)性能最優(yōu).

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Supported by the Post Doctoral Science Foundation of China(2014M552489)

CooperativeCommunicationSystemwithDirectiveAntennasandOptimalRelaySelectionAFStrategy

WANG Ming-wei1， 2LI Li-xin1ZHANG Hui-sheng1XIE Wen-jiao1

(1.SchoolofElectronicsandInformation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，Shaanxi，China；2.CollegeofElectricalandInformationEngineering，ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi’an710021，Shaanxi，China)

Amulti-relaycooperativecommunicationsystemadoptingdirectiveantennasandoptimalrelay-selectionAFcooperativestrategyisproposed,andacorrespondingformulaofsystemoutageprobabilityisderivedtheoretically.Onthebasisofthetheoreticalanalysisresult,therelationshipsbetweentheoutageprobabilityandtheparameters(namely,thesignal-to-noiseratio,thechannelfadingcoefficient,theantennapowergain,thenumberofrelaynodesandthepowerallocationcoefficient)areanalyzedbysimulations.TheresultsshowthattheproposedcommunicationsystemcanmeettherequirementsofmilitarycommunicationforRFstealth,andundertheconditionsoflowsignal-to-noiseratio,deepfadingchannelandlimitedrelaynodes,ithasasmalleroutageprobabilityincomparisonwiththecooperativecommunicationsystemwithomnidirectionalantennasandthesamestrategy,whichmeansthatthecommunicationreliabilityisimproved.

cooperativecommunication；directiveantennas；optimalrelayselection；amplyandforward；outageprobability

1000-565X(2016)09-0087-07

2015-06-01

中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014M552489);西北工業(yè)大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目 (3102014JCQ01052)

王明偉(1976-),男,博士生,主要從事協(xié)作通信技術(shù)研究.E-mail:wangmingwei@mail.nwpu.edu.cn

TN 914

10.3969/j.issn.1000-565X.2016.09.013