Замирающие ретрансляционные каналы: предельные характеристики и проектирование пространственно-временных сигналов

Кооперативное разнесение — это метод передачи, при котором несколько терминалов объединяют свои ресурсы для формирования виртуальной антенной решётки, обеспечивающей пространственный выигрыш от разнесения распределённым образом. В данной статье рассматривается базовый элемент систем кооперативного разнесения — простой ретрансляционный канал с замираниями, в котором терминалы источника, назначения и ретранслятора оснащены одноканальными приёмопередатчиками. Рассматриваются три различных кооперативных протокола на основе множественного доступа с временным разделением, отличающиеся степенью широковещательной передачи и коллизий при приёме. Ретранслятор работает либо в режиме усиления и передачи (AF), либо в режиме декодирования и передачи (DF). Для каждого протокола исследуется поведение эргодической пропускной способности и пропускной способности при отказе, при использовании гауссовских кодовых книг, для режимов ретрансляции AF и DF. Анализируется пространственная эффективность разнесения различных протоколов; показано, что некоторые протоколы обеспечивают полное пространственное разнесение — в данном случае второго порядка — при условии применения надлежащего управления мощностью. Проведённый анализ объединяет ранее опубликованные результаты и устанавливает превосходство нового протокола, предложенного в статье, как с точки зрения пропускной способности, так и с точки зрения разнесения. Вторая часть статьи посвящена проектированию распределённых пространственно-временных кодов для каналов с замираниями, работающих в режиме AF. Показано, что соответствующие критерии проектирования кодов включают традиционные критерии ранга и определителя для случая совмещённых антенн, а также надлежащие правила управления мощностью. Следовательно, пространственно-временные коды, разработанные для многoантенных каналов с совмещёнными антеннами, могут использоваться для реализации кооперативного разнесения при условии применения надлежащего управления мощностью.