第27卷第3期信号处理Vo1．27．No．32011年3月SIGNALPR0CESSINGMar．2011Rice衰落信道下选择中继的性能分析与功率分配算法陈贤明蔡跃明蔡春晓杨炜伟(1．解放军理工大学通信工程学院南京210007；2．东南大学移动通信国家重点实验室南京210096)摘要：本文针对无线传感器网络，研究了Rice衰落信道下基于选择中继的两跳译码转发系统的协同中继传输性能与功率分配算法。文中利用概率密度函数推导了选择中继协同传输的中断概率、佚符号率的闭式表达式，并给出了高信噪比时的渐近性表达式；然后根据渐近性能进行源与中继节点间的功率优化，进一步提升系统传输性能；最后用蒙特卡洛仿真验证了结果的有效性。仿真结果显示，理论值与仿真结果基本一致，优化功率分配后的传输性能接近于搜索法得到的传输性能，但计算复杂度明显降低。关键词：无线传感器网络；Rice衰落信道；译码转发；协同中继；功率分配中图分类号：TN911．2文献标识码：A文章编号：1003—0530(2011)03—0381—06PerformanceAnalysisandPowerAllocationAlgorithmforSelectiveRelaySystemsoverRiceFadingChannelsCHENXian—mingCAIYue—ming·CAIChun—xiao’YANGWei。wei’'(1．InstituteofCommunicationEngineering，PLAUST，Nanjing210007，China；2．NationalMobileCommunicationsResearchLaboratory，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Inthispaper，weresearchonthetransmissionperformanceandpowerallocationalgorithmforselectiverelaydual—hopdecode—and—forwardcooperativerelayingsystemsoverRicefadingchannelsinwirelesssensornetworks(WSNs)．Firstly，wederivetheclosed—formexpressionsoftheoutageprobabilityandaveragesymbolerrorprobability，andasymptoticexpressionsinthehighSignal—Noise—Ratioregime．Forincreasingthetransmissionperformance，thenweproposeanoptimizingpowerallocationalgorithmbetweenthesourcenodeandtherelaynodeaccordingtotheasymptoticperformance．AtlasttheMonteCarlosimulationsaregiventovalidateoura—nalysis．Theresultsshowthatthetheoreticalvalueisidenticaltothesimulationvalueandthepowerallocationalgorithmisc1oset0thetransmissionperformanceofpowersearchingmethod，butouralgorithmcanreducethecomplexityofcalculationobviously．Keywords：WSNs；Ricefadingchannels；decode—and—forward；cooperativerelay；powerallocation假设协同传输信道为Rayleigh衰落信道¨。，而在实际应1引言用中，许多情况更接近于Rice衰落信道。本文针对协同传输作为一种能够扩大传输范围、抵抗信道衰无线传感器网络，研究两跳均为Rice衰落信道下译码落及提高能量效率的新型技术，无线传感器网络是其重转发(DF，Decode—and．Forward)中继系统的传输性能与要的应用领域之一。目前在这方面的研究中，基本上都优化功率分配问题。收稿日期：2010年l0月19日；修回日期：2010年12月30日基金项目：国家自然科学基金(60972051，61001107)；国家科技重大专项(2010zx03006—002一o4)和东南大学移动通信国家重点实验室开放研究基金