協作通信及在移動通信系統中的運用

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衛星移動通信系統是一種特殊的移動通信系統，是我國目前研發的重點。防止移動通信系統的信道衰落主要是控制多普勒效應和多徑效應的影響。協作通信技術是當下有效的控制通信系統信道衰落的方法。作為一種新的通信方式，協作通信充分利用了MIMO技術，提高了信息處理能力，確保了衛星傳輸的信號。相關人員應重視這一問題，并且進行深入的研究。

一、協作通信技術

協作通信技術是利用通信系統節點之間的相互配合完成。是在協作節點的作用下，完成源節點信息向目的節點的傳輸，信息在節點傳輸過程中要進行加密處理，以防止信息丟失，因此該信息傳輸過程通常分為傳輸和轉譯兩個階段。協作通信系統既是一個完整的系統，也是一種全新的通信技術，衛星移動通信系統的信道特性較好，因此協作通信一般為鏈路協作傳輸方式，少數為節點協作傳輸方式。以一星兩用戶協作傳輸系統為例，系統的傳輸通常為不對稱傳輸，并表現為下行鏈路的壓力大，要區分對待。首先對上行鏈路傳輸而言，要將協作節點作為基本的接收源節點，并對信號進行解碼后發送到衛星，由衛星完成源節點和協作節點的信號合并，之后發送。而對下行鏈路而言，由于信號處于加密狀態，因此首先要對衛星信號進行相應的處理，包括譯碼、編碼等，并利用目的節點將接收到的源節點、協作節點的信號相互合并，最后完成信號的檢測。總之，協作通信技術是一種高效的協作性傳輸技術，對于我國移動通信發展來說具有推進作用。

二、協作通信在衛星移動通信系統中的運用

1、衛星多節點協作傳輸。多節點協作傳輸多發生于衛星的下行鏈路，是由節點與節點之間相互協作完成。衛星多節點協作傳輸的應用范圍較廣，在整個過程中，所有節點均參與協作傳輸過程，將源節點發出的信號經過多個協作節點轉發至目的節點。衛星下行鏈路的節點具有分散性特征，因此不同節點之間雖相互協作，但信號則可以視為獨立信號，需要借助協作傳輸的信號合并功能，將節點信號合并后再進行傳輸，有助于增強接收效果。整個過程包括信息的放大、編譯、處理和傳輸四個階段。信息傳輸過程是反復的和連續的，目的節點采用最大比合并，最終得到接收信號。由于衛星多節點傳輸選擇的是正交傳輸方案，協作傳輸的節點數增加，系統的頻譜效率將會隨之降低，提示設計和研究人員正確選擇協作節點。

2、衛星協作節點選擇。參與衛星傳輸的節點越多，系統頻譜效率就越低。因此，衛星協作節點選擇是整個通信過程中最重要的問題。應選擇信道條件好的節點來改善這一問題，以提高資源的可利用率。每個節點在移動通信系統中對應著不同的信道，也就是說，節點的選擇將影響系統的傳輸性能。當衛星協作節點信息傳輸由兩個時隙完成時，第1個時隙的數據傳輸參照多節點傳輸方式，而第2個時隙只有目的節點所選的協作節點參與信息的轉發與處理，其他節點均不參與工作，再一次證明了在衛星通信過程中，要正確選擇衛星協作節點。另外，節點的選擇還應將總功率作為參考對象，這是由于信號在傳輸過程中會受到周邊環境、傳輸距離以及節點移動性的影響，也就是說，協作節點的信道衰落存在差異，需要采用不等值的功率分配，確保系統的性能并且降低能耗，確保移動通信設備的運行，為人們的工作和生活提供方便。

3、衛星混合協作傳輸。協作通信具有多種不同的方式，節點協作是其中較為重要的一種。除此之外，還包括鏈路協作。同時，節點協作還可以分為AF或DF兩種不同的模式，現實中常將二者結合。AF和DF處理方式各具優缺點，其中AF運行原理簡單，但容易產生噪音。DF協作方式具有較高的性能，但對譯碼等前期工作具有較高的要求，一旦出現錯誤譯碼，將影響整個傳輸過程，而將二者結合使用可以有效的彌補相互之間的問題，從而確保節點協作傳輸的高效性。混合協作傳輸通常是衛星移動通信系統中最常用的協作方式，其原理與單一的節點協作方式相似，是由源節點完成信息的提供、協作節點完成信息的編碼和處理、目的節點完成信息的接收和解碼.兩種情況下均需計算目的節點的接收信噪比，明確協作通信的效果。

三、總結

協作通信技術在移動通信系統中的應用有效的防止了系統的信道衰落，確保了信號的高效傳輸。衛星通信系統作為特殊的移動通信設備之一，具有代表性。目前我國衛星通信系統發展迅速，研究協作通信技術在衛星通信系統中的作用具有積極意義。文章將側重點放在衛星移動通信系統上，以點帶面，分析了協作通信以及其在移動通信系統中的運用。

作者:謝石詠 單位:廣東海格怡創科技有限公司

參考文獻:

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