水声通信系统中分布式空时分组码的研究

协作传输可以获得无线信道内在的空间分集,有效改善通信系统的性能,增加通信系统的覆盖范围。对水声通信系统中两中继节点协作的译码转发方案进行了研究,提出了基于译码转发协议(DF)的分布式空时分组扩频编码(DSTBSC)方案,该方案可以克服多径衰落对分布式空时分组码(DSTBC)信号正交性的影响。给出了DSTBSC方案的系统模型,着重分析了在采用两中继译码转发时,中继节点的误码对水声通信系统性能的影响。在接收端不考虑信号冲突的情况进行仿真,结果表明,与直接传输方案相比,采用两中继节点、译码转发的DSTBSC方案,在两中继节点处均无误码和一个中继有误码时在相同的比特误码率(BER)条件下均可获得约4dB的分集增益,增加了传输距离。     

AF模式下的LDPC协作编码

首先概括地介绍中继环境下的协作通信,并具体介绍放大转发协作通信模式,通过对传统单中继和双中继下基于LDPC的协作通信系统的研究,分别对AF模式下的两种中继场景进行理论分析和性能仿真。仿真结果表明,通过使用中继和编码协作,通信系统的性能有很大改善。     

基于喷泉码的放大转发协作通信系统的性能

为了实现在发送端未知信道状态信息(CSI)条件下的高效协作通信,研究了基于喷泉码的协作通信系统的性能.研究表明,在放大转发协作中目的端接收到的喷泉码符号的差错率比译码转发协作低.同时为了更充分地利用协作分集增益,提出了将基于喷泉码的放大转发协作通信与自适应解调技术相结合的方案,该方案使协作分集更有效地作用于喷泉码译码,并实现在发送端未知CSI条件下的自适应传输.仿真结果表明,该方案与采用喷泉码的直传通信和译码转发协作通信相比,能够降低误比特率,加快译码速度.     

放大转发协作传输系统的中断概率性能分析

研究了基于放大转发(AF)的协作传输系统的中断概率性能.考虑了源节点到目的节点的直通链路,建立了适用于中继随机分布的非对称和对称信道下协作传输系统的数学模型,给出了协作传输系统节点信道和位置多种状况下接收端的瞬时信噪比的概率密度函数表达式,针对不同的状况给出了系统中断概率的精确表达式,并对于各中继信道具有不同信道状态参数的情形,提出了系统中断概率的一种近似表达式.     

一种多源协作网络中轮询节点选择算法

针对放大转发(AF)的多源多中继两跳协作通信网络模型,提出了一种基于轮询分组调度算法的节点选择与用户调度策略.与之前所提出的中继选择选择算法相比,所提出的中继节点轮询分组调度算法,不需要额外的信令开销,复杂度低,并保证中继间的负载均衡.此外,为保证用户传输的公平性,提出一种结合多用户分集的轮询分组调度算法.最后在已选择的中继节点和所调度的源节点用户中引入分布式空时编码.仿真结果表明,该节点选择和用户调度算法能保证所有节点使用的公平性,并且结合分布式空时编码之后,可以提高频谱利用率,从而提高了系统性能.     

一种功率节省的协作传感器网络伙伴选择方法

针对无线传感器网络的传统协作伙伴选择方法不允许链路复用中继,致使产生中继节点抢占的问题,建立了允许协作链路间复用中继节点的系统模型,运用拉格朗日乘子法优化中继节点上功率分配最大化协作增益,分析复用中继能获得误码率增益和功率增益的条件和功率分配,提出一种中继复用的分布式协作伙伴选择方法。理论分析和仿真结果表明,允许中继通过功率分配进行复用的新伙伴选择方案能降低无线传感器网络的系统总功耗,并使更多链路的误码率需求得到满足。     

放大转发中的最优功率分配与最佳中继选择

用最优功率分配与最佳中继选择相结合的方法实现了放大转发系统的误比特率最小化。为了使单中继非协作放大转发系统的误比特率最小,通过分析媒体接入控制(MAC)层的请求发送/允许发送(RTS/CTS)信息,获得候选中继前向信道和后向信道的增益,以信道增益为变量,得到最佳功率分配的闭合表达式。同时,以误比特率作为中继选择准则,实现分布式最佳中继选择。仿真结果表明,与同类算法相比,该功率分配与中继选择策略使系统的误比特率达到最小。     

基于区域分组的城市VANETs的安全信息广播协议

为提高城市车辆自组织网络(VANETs)安全信息广播的有效性,提出了一种基于区域分组的安全信息广播协议(AGBP)。该协议采用正三角形法或正六边形法给中继节点每跳覆盖的区域平均分割,节点按照所在的区域分组。正三角形和正六边形顶点为中继节点的最佳位置,每一组内所有的节点根据自己和中继节点最佳位置的距离计算等待时延,由等待时延决定每一组内的中继节点并转发信息,因此信息可以同时沿着多个方向多条路转发。与传统的沿着一条道路转发信息的广播协议相比,该协议能够避免因分组不当造成信息冗余和碰撞,致使信息的传输效率下降,从而能够降低网络开销、链路时延和转发节点率,提高覆盖率。     

协作通信中一种非差分分布式空时码

构建了一种循环酉矩阵群的非差分分布式空时码,该码字基于一个简易的三跳通信信道模型,可以应用于信道状态不是特别优良,或者由于通信距离两节点之间不能实现直接通信的情况,也可以应用于Ad hoc网络.在源节点处用循环对角酉矩阵群来构建发送码字,利用分集和的方法得到最优生成矩阵.在中继处利用广义Hadamard矩阵构建中继酉矩阵,对信号进行酉线性处理.并得出三跳通信模型下部分相干分布式空时码的译码公式,根据此公式得到如何选择生成矩阵来提高系统性能.最后对该码字进行仿真对比,得出在低信噪比情况下,两跳通信系统性能比三跳模型的好,但是在高信噪比下三跳通信模型要比两跳的更为优良,并且比差分编码性能提高3dB左右.     

基于能量收集的认知无线电资源分配研究

本文将能量收集及协作中继技术引入到认知无线电网络中,研究次用户作为中继节点帮助主用户转发数据的协作认知场景,提出了一种基于解码转发模式下的最优能量收集时间及功率分配策略.仿真结果表明:和直接传输相比,不仅降低了主用户的中断概率,增大了次用户的传输速率,而且节省了网络传输能量,延长了网络的寿命周期.     

基于认知无线电网络的协作中继资源分配算法

频谱资源紧张己经成为制约下一代无线通信系统发展的主要因素之一.认知无线电技术通过大力发掘授权频谱的复用潜力,可有效解决频谱紧缺问题.本文把协作中继传输技术引入到认知网络中,建立了配置双天线的次用户帮助主用户传输的协作模型,基于此提出了基于译码转发的协作功率及频谱资源分配算法,并进行了详细的理论分析.仿真结果表明,本文提出的协作传输策略能够在保障主用户正常传输情况下提高次用户的传输机会并减小中断概率.     

基于公共DF中继的认知无线电中继选择和功率分配

为提高认知无线电网络中主用户和次用户的通信质量,并可简单有效地利用中继节点来控制主用户和次用户之间的相互干扰,提出了一种基于公共中继的最佳中继选择和功率分配方案.首先,在认知无线电网络中建立了基于公共DF中继的无线通信模型;然后,根据无线通信理论推导出要优化的目标函数;最后,在保证主用户中断概率低于目标值的前提下,利用凸优化理论得出了模型中的最佳中继选择和功率分配方案.仿真实验结果表明,与常见的直接传输方案和功率平均分配的中继方案相比,本文提出的中继选择和功率分配方案提高了次用户的通信距离和速率,并且降低了主用户的中断概率,为更好地解决认知无线电网络中主用户和次用户的相互干扰问题提供了新的思路.     

带有带宽感知的自适应转发节点集合建立机制

研究了多点中继(MPR)集合建立机制对移动自组织网络(MANET)性能的影响,提出了一种基于可用带宽感知的集合建立方法,其特点是节点在MPR集合计算过程中自适应地为两跳邻居选择可用带宽较大的中继节点,降低节点拥塞程度,而算法的复杂度与原有算法的复杂度相同.仿真结果表明,虽然MPR集合平均元素数量和广播数据包数量略有增加,但是通过文中提出的转发节点集合建立方法,网络中的分组投递率以及端到端延迟性能得到了明显改善,此外该机制还能够根据网络当前状态实时调整,更加适应状态时变的网络特性.     

主用户链路深度衰落下的认知网络中继

针对主用户链路经历深度衰落而发生通信中断的问题,提出了一种认知网络对主用户进行"透明"中继的方案。在不改变主用户通信协议的前提下,该方案首先感知主用户的状态,以判断其是否需要中继服务。当主用户通信发生中断时,认知网络利用从用户的能量检测器选出一个最优的节点解码转发主用户信号。从中断概率角度证明了这种最优单节点中继具有与多节点中继相同的空间分集作用,能够提高主用户平均传输效率,有较大的中继信道容量。通过仿真分析,验证了其分集效果和传输效率的提升。     

单天线中继辅助视距MIMO系统渐近容量及中继策略的研究

研究了视距环境下单天线中继节点辅助MIMO系统的信道模型及容量。针对系统容量与众多因素相关和表达式复杂的问题,根据天线阵列波束相关性及MIMO信道的特点,得出了具有简洁结构的系统渐近容量表达式,进而基于该表达式提出了中继节点最佳位置选择的方法,并与加入中继节点前的系统容量进行了比较,得到了中继选择策略。数值计算与分析结果表明,系统渐近容量具有很好的渐近特性,基于渐近容量的中继策略性能优异并具有很好的鲁棒性。同时渐近容量和中继策略运算复杂度低,适合工程应用。     

差分酉空时协作系统的多符号裁减自动球形译码

鉴于差分协作系统中多符号差分检测(multiple-symbol differential detection,MSDD)算法计算复杂度高的缺点,引入裁减自动球形译码(pruning automation sphere detection,PASD)算法来降低差分酉空时协作系统的检测复杂度.PASD算法是在球形译码的基础上,结合自动球形译码和裁减球形译码的思想而提出的.通过对扩展节点所消耗的复杂度和系统的误码率两方面来分析译码算法的性能.仿真分析表明,在差分酉空时协作系统中,PASD算法在误码性能几乎不变的情况下,复杂度曲线比球形译码(sphere detection,SD)算法收敛迅速.其中在分组长度N=5、信噪比SNR=15dB的情况下,PASD、SD算法的扩展点数分别为14.138 6、78.950 5,大大降低了系统的复杂度;同时,当SNR>16dB时,协作节点的增加有利于提高系统的误码性能,系统的复杂度性能并没有很大的损失.     

基于人类移动模式的机会网络数据分发策略

针对机会网络数据分发效率低的问题,提出了一种新的基于人类移动模式(HMP)的机会网络数据分发策略:选择目标地址匹配(DM)标点、目标地址到达时间(DAT)、网络跳数(NH)这三个数据作为分发策略中的关键因素,把三者的综合评判作为中继节点选取标准并将其应用于机会网络数据转发;有效地降低无用多跳数据转发造成的网络拥塞和资源...     

无线传感器网络中基于尺度的协 同中继跨层QoS路由算法

提出了一种基于尺度的协同中继自主转发跨层QoS路由算法(MCRICQR).节点根据能量、信道、拥塞以及与汇点的距离等综合因素形成一个选择度量,度量最大的节点根据自己所处状态自主选择直接转发、中继转发以及跃进转发数据包.仿真结果表明,该算法能根据网络状况及时转发数据,提高网络可靠性,对网络负载进行均衡,提高网络吞吐量和能量效率,从而延长网络寿命,保障了无线传感器网络的QoS需求.     

无线中继网络系统容量最大化中继选择机制

分析了基于用户频谱效率的中继选择算法的不足,基于最大流最小割定理,给出了系统容量最优化问题模型,分析了两跳中继网络接入链路和中继链路对系统容量的不同影响.基于链路权重因子,提出一种基于系统容量最大化的中继选择算法.对不同中继选择算法下的系统容量差异的理论与仿真分析结果表明,提出的系统容量最大化中继选择算法可以获得更优的系统容量性能,并对网络拓扑和节点个数具有良好的鲁棒性.     

基于软符号估值的估计转发无线中继模式

在研究已有的放大转发(AF)和解码转发(DF)这两种中继模式的基础上,根据估计转发(EF)的思想,提出了一种对软符号和相应噪声功率估值的新型EF无线中继模式,并设计了基于联立求解方程组来实现这种中继模式的简化算法.分析了这种EF模式相比于已有模式的特点和优势.在仿真实验中分别设定了两种协作场景,对上述3种转发模式的性能...