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协作通信与网络实验报告二 04016436 毛雷1
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三、实验内容与原理第一章 AF原理及性能 放大转发模式(AF)1.11AF模式基本原理及性能放大转发模式(Amplify-and-Forward,AF),有文献
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1
东南大学
《协作通信与网络》
实验二报告
论文题目: AF 对通信系统性能的影响
姓 名 : 毛雷
学 号 : 04016436
专业班级: 040164
学院名称: 信息科学与工程学院
2018 年 12 月
2
一、实验目的
实验工具:Matlab R2018
实验目的:探究在协作通信网络中,中继采用 AF 协议下的协作网络的性能增益。
通过绘制非协作系统与 AF 的实际误码率和理论误码率曲线,进行 AF 的实际与理
论误码率的比较,进而探究信噪比相同,不同功率分配条件下,AF 协作的系统
实际误码率。
二、实验要求
1、根据上课所学的 AF 中继协作原理给出的数学表达式编写程序,得到需要的关
系曲线。
2、列出上机的调试程序。
3、进行实验结果的分析和讨论。
4、简述实验心得体会及其他。
三、实验内容与原理
第一章 AF原理及性能
1.1 放大转发模式(AF)
1.11AF 模式基本原理及性能
放大转发模式(Amplify-and-Forward,AF),有文献中也称为前向放大、非
再生中继。在 AF 协议下,中继采用模拟处理,不对接收的信号进行解调和解码,
而是直接对接收到的带有噪声的信号进行放大,然后发送给接收端。图 1.1 所示
为单中继 AF 协议的原理及其基本过程。
3
图 1.1 单中继 AF 协作通信原理
AF 模式是最简单的一种中继方式,相比于直传方式,AF 协作通信总能带来
一定的信噪比增益,但是由于中继节点除了转发源节点的有用信息外,引入的噪
声也同样被放大转发,因此,当源节点与中继节点之间的链路信道条件较差时,
信号几乎淹没在噪声之中,因而转发的大部分为噪声,从而会降低目的节点的接
收性能。
1.1.2 单中继 AF 协作通信过程
1.源端广播过程
源节点 S 以广播的方式向周围发送信号
x
s
(在程序中表示为 x_s),其中一路
直接发送到目的节点 D,一路发送到中继节点 R。经过信道后,则
中继节点 R 接收到的信号为
𝑦
𝑠
,
𝑟
(程序中表示为 y_sr):
𝑦
𝑠,𝑟
=
𝑃
𝑠
ℎ
𝑠,𝑟
𝑥
𝑠
+
𝑛
𝑠,𝑟
式(1-1-1)
目的节点 D 接收到的信号为
𝑦
𝑠
,
𝑑
(程序中表示为 y_sd):
𝑦
𝑠,𝑑
=
𝑃
𝑠
ℎ
𝑠,𝑑
𝑥
𝑠
+
𝑛
𝑠,𝑑
式(1-1-2)
其中,
𝑃
𝑠
源发送的信号的功率为,
𝑛
𝑠,𝑟
为源节点与中继节点间信道噪声。
2.中继端放大转发过程
中继节点 R 直接将收到的来自源节点 S 的信号
𝑦
𝑠
,
𝑟
以系数 β 进行功率放大,
然后转发给目的节点 D(基站)。AF 方式可以看成是具有两个发射端的重复码,
唯一不同的是中继节点将自身接收到的噪声信号也放大并发送到目的节点。目的
节点通过合并两路信号,对源节点的发送信号进行估计。
为保证中继节点功率受限,放大系数 β 应满足:
R
r_d
s_d
s_r
S
D
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