张 媛， 郭爱煌②

（①同济大学 电子与信息工程学院，上海 201804；②毫米波国家重点实验室，江苏 南京 210096）

0 引言

协同通信技术通过用户之间彼此共享天线，从而引入协作分集有效对抗无线信道的多径衰落，是无线通信领域的重要研究课题[1-3]。针对存在多个中继的无线网络，研究中继节点的合理选取具有重要意义。文献[4]提出了基于最佳中继选择的协同通信策略，即每次传输只选择一个最佳中继参与协作，使协作过程得到简化；文献[5]分析并证明了机会中继的中断性能最优。但是最佳中继的选择没有考虑中继公平性问题，这会导致节点功率分配严重失衡。因此引入比例公平算法，提出改进的机会协同方案，并通过仿真，从中继公平性和系统中断概率角度对方案性能进行验证。

1 系统模型

考虑一个包含M+ 2个节点的半双工两跳无线协同通信系统，源节点S通过中继R向目的节点D发送信息，如图1所示。假设系统上行链路源节点与目的节点的信道质量不满足直接通信的要求，且中继节点与目的节点之间的控制包能够进行无延迟与无差错交换。

假设信道服从准静态瑞利慢衰落，在一次传输中保持不变，并且各次传输相互独立。任意节点和节点之间的信道增益hij是均值为0、方差

为1/λij的复高斯随机变量，因此信道的功率增益服从均值为λij的指数分布。另外，根据机会协同RTS/CTS机制，各节点已知自身瞬时信道状态信息。进一步地，我们假设一次传输过程中的发射端功率恒为P0，接收端存在均值为0、方差为N0的加性复高斯白噪声，因此节点平均信噪比表示为ρ=P0/N0，并且可以定义瞬时接收信噪比，服从均值为λij/ρ的指数分布。……