探究协作通信及在移动通信系统中的运用

谢石咏

【摘要】 移动通信系统运行中最大的问题就是控制信道衰落，防止信号中断。协作通信是利用系统链路和节点之间的相互配合，利用空间的分集优势来抵抗信道衰落。文章以卫星移动通信系统作为分析对象，详细的阐述了协作通信在移动通信系统中的应用过程。

【关键词】 协作通信 移动通信系统 运用

卫星移动通信系统是一种特殊的移动通信系统，是我国目前研发的重点。防止移动通信系统的信道衰落主要是控制多普勒效应和多径效应的影响。协作通信技术是当下有效的控制通信系统信道衰落的方法。作为一种新的通信方式，协作通信充分利用了MIMO 技术，提高了信息处理能力，确保了卫星传输的信号。相关人员应重视这一问题，并且进行深入的研究。

一、协作通信技术

协作通信技术是利用通信系统节点之间的相互配合完成。是在协作节点的作用下，完成源节点信息向目的节点的传输，信息在节点传输过程中要进行加密处理，以防止信息丢失，因此该信息传输过程通常分为传输和转译两个阶段。协作通信系统既是一个完整的系统，也是一种全新的通信技术，卫星移动通信系统的信道特性较好，因此协作通信一般为链路协作传输方式，少数为节点协作传输方式。以一星两用户协作传输系统为例，系统的传输通常为不对称传输，并表现为下行链路的压力大，要区分对待。首先对上行链路传输而言，要将协作节点作为基本的接收源节点，并对信号进行解码后发送到卫星，由卫星完成源节点和协作节点的信号合并，之后发送。而对下行链路而言，由于信号处于加密状态，因此首先要对卫星信号进行相应的处理，包括译码、编码等，并利用目的节点将接收到的源节点、协作节点的信号相互合并，最后完成信号的检测。总之，协作通信技术是一种高效的协作性传输技术，对于我国移动通信发展来说具有推进作用。

二、协作通信在卫星移动通信系统中的运用

1、卫星多节点协作传输。多节点协作传输多发生于卫星的下行链路，是由节点与节点之间相互协作完成。卫星多节点协作传输的应用范围较广，在整个过程中，所有节点均参与协作传输过程，将源节点发出的信号经过多个协作节点转发至目的节点。卫星下行链路的节点具有分散性特征，因此不同节点之间虽相互协作，但信号则可以视为独立信号，需要借助协作传输的信号合并功能，将节点信号合并后再进行传输，有助于增强接收效果。整个过程包括信息的放大、编译、处理和传输四个阶段。信息传输过程是反复的和连续的，目的节点采用最大比合并，最终得到接收信号。由于卫星多节点传输选择的是正交传输方案，协作传输的节点数增加，系统的频谱效率将会随之降低，提示设计和研究人员正确选择协作节点。

2、卫星协作节点选择。参与卫星传输的节点越多，系统频谱效率就越低。因此，卫星协作节点选择是整个通信过程中最重要的问题。应选择信道条件好的节点来改善这一问题，以提高资源的可利用率。每个节点在移动通信系统中对应着不同的信道，也就是说，节点的选择将影响系统的传输性能。当卫星协作节点信息传输由两个时隙完成时，第1 个时隙的数据传输参照多节点传输方式，而第2个时隙只有目的节点所选的协作节点参与信息的转发与处理，其他节点均不参与工作，再一次证明了在卫星通信过程中，要正确选择卫星协作节点。另外，节点的选择还应将总功率作为参考对象，这是由于信号在传输过程中会受到周边环境、传输距离以及节点移动性的影响，也就是说，协作节点的信道衰落存在差异，需要采用不等值的功率分配，确保系统的性能并且降低能耗，確保移动通信设备的运行，为人们的工作和生活提供方便。

3、卫星混合协作传输。协作通信具有多种不同的方式，节点协作是其中较为重要的一种。除此之外，还包括链路协作。同时，节点协作还可以分为AF 或DF 两种不同的模式，现实中常将二者结合。AF 和DF处理方式各具优缺点，其中AF运行原理简单，但容易产生噪音。DF协作方式具有较高的性能，但对译码等前期工作具有较高的要求，一旦出现错误译码，将影响整个传输过程，而将二者结合使用可以有效的弥补相互之间的问题，从而确保节点协作传输的高效性。混合协作传输通常是卫星移动通信系统中最常用的协作方式，其原理与单一的节点协作方式相似，是由源节点完成信息的提供、协作节点完成信息的编码和处理、目的节点完成信息的接收和解码.两种情况下均需计算目的节点的接收信噪比，明确协作通信的效果。

三、总结

协作通信技术在移动通信系统中的应用有效的防止了系统的信道衰落，确保了信号的高效传输。卫星通信系统作为特殊的移动通信设备之一，具有代表性。目前我国卫星通信系统发展迅速，研究协作通信技术在卫星通信系统中的作用具有积极意义。文章将侧重点放在卫星移动通信系统上，以点带面，分析了协作通信以及其在移动通信系统中的运用。

参 考 文 献

[1]李国彦，张有光.飞行器进近中的自适应协同传输与节点选择[J].航空学报，2011（11）.

[2]揭晓，张更新，臧国珍.低轨卫星移动通信系统中译码前传协作策略的性能研究[J].信号处理，2011（3）.