西北工业大学明德学院本科毕业设计论文
(3.15)
由于当信噪比很高时，, ,
从而，可以将式（3.15）式表示为：
(3.16)
由此可见，在高信噪比近似条件下，AF的中断概率为：
(3.17)
特别的，当源端R与中继端D的发射功率相同（即
）时，
(3.18)
可见，在两用户相互协作是，AF协议可以获得满分集增益，而且
两条链路对AF的性能具有同等重要的影响。当
时，AF
的中断概率最小。因此，采用AF协议的协作通信系统，在进行协同伙伴的选择时，应该尽量选择那些与源端和目的端的距离大致相同的用户作为协作伙伴，以提高整个系统的信息传输性能。 3.2.2 DF中断概率性能分析
在译码中继中，在第一步用户试图接收并检测其伙伴的信号，并在第二步重传判决后的信号。这种协作方式通过译码，避免了放大中继模式下对用户间信道
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噪声的进一步放大，但当用户间信道质量较差时，用户有可能对其伙伴的信号做出错误判决，此时协作分集传输的性能受到影响。为了避免这种情况的出现，中继节点处可以采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)技术，对接收到的数据帧进行检查，如果正确就转发给目的节点，错误就将数据帧丢弃。
DF的等价信道模型如图3-2所示
图3-2 DF等价信道模型图
第一个时隙，DF的信号传输情况与AF完全相同，如式（3.6）和（3.7）所示。此处不再重复叙述。
第二个时隙，中继端R首先对第一个时隙内接收到的信号编码，然后将其转发到目的端D，此处假设采用重复解码方案。
当用户间信道较差是，中继端R解码时将会出现误码，从而导致整个系统出现中断。此时DF的中断概率为：
解码，并重新
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(3.19)
当用户间信道较好时，中继端R能够正确解码。此时DF的中断概率还将取决于R
S
的信道传输性能，首先写出第二个时隙内目的端D的接收信号：
(3.20)
其中，
。
由式（3.7）和（3.20）式可得，中继端R能够正确解码时，DF系统的信道输入输出方程为：
(3.21)
其中，
此时，信道输入与输出间的最大平均互信息量为：
从而，中继端R能够正确解码时，DF的中断概率为：
(3.22)
(3.23)
由指数分布概率分布可得：
(3.24)
由式（3.19）和（3.24），可得DF的中断概率为：
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(3.25)
在高性噪比的情况下（即
）,(3.25)式的后一项相对于前一
项可以忽略不计。从而，可以获得DF的近似中断概率表达式：
(3.26)
特别的，当源端S与中继端D的发射功率相同（即
(3.27)
可见，在两用户相互协作时，DF协议的分集度是1，相对于直传模式没有提供分集增益，而且其中断概率性能完全取决于SR的信道特性。因此，采用DF协议的协作通信系统进行协作伙伴的选择时，应该尽量选择靠近信源端的那些用户作为协作伙伴，以提高整个系统的信息传输性能。 3.2.3 AF和DF的中断概率性能比较
由以上分析可知，在两用户协作的情况下，AF的性能要优于DF。尽管DF说我性能没有AF的好，甚至当用户间的信道的传输特性较差时，DF的性能比直接传输模式还要差，但是DF也有其特有的优势，那就是，DF的灵活性比AF要好。对于DF，中继端可以将接收到的信号储存下来以进行很多特殊处理（例如，各种编码协作就是基于DF实现的）。为了清晰地表示出AF、DF、直传模式以及两个发射分集界的中断概率性能关系，本文分析了几种特殊信道状况下的比较情况，如下图所示。
图3-3给出了统计对称网络（图3-4给出了中继端R靠近源端S（图3.5给出了中继端R靠近目的端D（
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）时，
）中的比较情况； ,
）时的比较情况；
）时的比较情况；
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其它的仿真参数设置如下：目标传输速率R=0.5bits/s/Hz;源端与中继端之间采用等功率分配
；另外，横坐标表示目的端D的平均接收性噪比
图3-3 统计对称网络中，AF和DF中断概率性能比较
图3-4 中继端R靠近源端S时，AF和DF中断概率性能比较
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