非再生中继网络的功率优化分配

为了降低非再生中继网络的中断概率,研究了基于中断概率最小化的功率分配问题.首先分析了两跳中继传输方式和协同分集传输方式中断概率近似表达式,然后以中断概率最小化作为优化目标,在总功率一定的条件下,建立了非再生中继系统中基于中断概率最小化的功率分配优化模型,通过Lagrange乘数法获得了源节点和中继的最优功率分配.仿真实验表明,与在源节点和中继中采用平均功率分配策略相比,采用基于中断概率最小化的最优功率分配策略,在降低中断概率的同时,也增加了系统的容量.     

双向多中继协同通信系统的性能分析

针对频率非选择性瑞利衰落信道,研究了双向多中继协同通信模型的系统性能。首先,基于模型的信号传输过程分析了系统的信道容量;然后,根据接收信噪比的累积分布函数推导了系统中断概率的闭合上界表达式;进一步在MPSK调制方式下,通过计算在高信噪比条件下的矩母函数,推导了平均误码率的闭合表达式。仿真结果验证了理论推导的正确性,并且表明双向多中继模型的中断概率和平均误码率两项性能指标都优于双向单中继模型。     

Nakagami-m信道下放大转发增量中继性能分析

针对放大转发(AF)协同分集网络在独立同分布(i.i.d.)平坦Nakagami-m衰落信道上的增量中继进行了端到端性能分析,给出了误码率(BER)的最小下界解析解以及信噪比(SNR)的中断概率。数值模拟显示分析结果与仿真结果完全匹配,同时,还针对不同信噪比检测门限条件下的系统误码率和中断概率的性能进行了评估和比较。     

基于选择性分集技术的无线中继系统性能

采用中继传输能够抵抗无线信道的多径衰落,克服阴影效应,从而增强通信质量,提高频谱效率。该文首先给出了两跳中继系统模型,针对非再生及再生两类中继方式,简要介绍了采用非分集接收及最大比合并时的链路性能。考虑到接收机复杂度和系统实现的性能代价比,该文引入了处理相对简单但又具备分集优势的选择性合并方式,并根据中继节点不同的位置分布,分析了两类中继方式下系统的通信中断概率和误码率。数值结果表明,非再生中继传输具有较好的性能,同时中继系统若采用选择性分集接收,则既能降低收端复杂度,又能获得较大的性能增益。     

协同通信中双向多中继网络的中断概率分析

针对频率非选择性瑞利衰落信道条件下,研究了双向多中继协同通信系统的中断概率性能.首先基于模型的信号传输过程分析了系统的信道容量.然后根据单条链路接收信噪比的累积分布函数,推导了系统中断概率的闭合上界表达式;根据接收端采取最大比合并时的接收信噪比最大,计算了信噪比最大时的概率密度函数,推导了系统中断概率的闭合下界表达式.最后,结合具体的数值仿真对不同参数下的系统中断概率分别进行了详细的分析比较.仿真实验验证了理论推导的结果,并且还表明了双向多中继模型的中断概率优于双向单中继模型.     

基于信道统计特性的中继选择算法

该文提出了一种在非再生协作网络中,基于信道统计特性的最优中继选择方法。首先在等功率条件下,根据信道统计特性,定义一个等效信道增益的参数,该参数反映了中继节点在协作过程中两个阶段的信道特性。然后提出一种基于该参数的降序排列的中继选择方法。该方法在不同的信噪比范围内,选择不同的节点集合,使得系统的吞吐率中断概率最小。分析表明该选择方法的分集增益阶数能达到N+1,N为中继节点数目。仿真结果表明这种中继选择算法的中断概率性能优于其他算法。该方法进一步与功率分配相结合,构成了一种低复杂度的次优的中继选择方法。仿真结果表明这种次优算法能够取得和穷举算法相似的性能。     

基于2×2放大转发中继的混合RF/FSO系统性能分析

基于放大转发中继方式,研究了2×2中继条件下混合RF/FSO航空通信系统性能。FSO链路服从适于孔径平均条件下的Exponentiated Weibull大气湍流分布模型,RF通信链路为Nakagami-m衰落信道。建立2×2中继混合RF/FSO通信系统模型,利用Meijers’G函数推导求出航空激光通信系统信噪比的概率分布函数及累积分布函数,进一步推导混合通信系统平均误码率和中断概率的闭合表达式。通过仿真分析了不同大气湍流强度、孔径尺寸和调制方式对平均误码率和误码率的影响。仿真结果表明,混合系统中断概率及误码率受湍流强度影响较大,孔径平均效应可有效改善混合RF/FSO传输系统的性能;固定增益中继方式下,混合RF/FSO系统性能主要由RF链路决定;在固定增益中继混合RF/FSO系统中起主要作用;可变增益中继混合RF/FSO系统中,具有较小信噪比的链路在对系统性能的影响起主要作用。     

双向协作系统的中继选择和功率分配策略

针对瑞利衰落信道下双向多中继协作通信系统,为了降低中断概率,提出了一种基于最小化中断概率的中继选择策略和功率分配方案。首先联合考虑两条链路的中继节点处信噪比和信道增益实现双链路中继选择,然后推导出一种新的最优中继下双向放大转发协作中断概率的近似表达式上界,并利用凸优化求解得到使中断概率最小的最优功率分配解。仿真结果表明,与现有策略相比,提出的策略能够明显降低系统中断概率和误码率,显著提高系统性能。     

Nakagami衰落信道下多跳合作分集系统的中断率

该文在Nakagami衰落信道下研究了多跳无线网络中合作分集系统的中断性能。根据单节点和多节点中继的情况导出了合作系统再生中继时中断率的数学闭式解,并在高平均信噪比下给出了系统的分集度。理论分析和仿真研究的结果表明多跳合作系统在一定条件下可实现全路由分集,其分集度为所有路由的分集度之和,不是所有合作节点的和,但每支路由的分集度取决于该路由两跳中较小的值。     

基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析

为提高多中继协作通信系统可靠性,将定向天线和多中继协作通信系统相结合,提出基于定向天线的解码转发最佳中继选择协作策略.首先理论推导出定向发送一定向接收模式下通信系统中断概率闭合表达式,并推导出定向发送一全向接收、全向发送一全向接收模式下的系统中断概率计算式.然后对3种模式下,协作通信系统中断概率和信噪比、中继节点数、天线增益、信道衰落系数以及信道容量之间的关系进行了数值仿真分析.理论分析和仿真结果表明,采用定向天线的协作通信系统可以有效降低协作通信系统中断概率,提高频谱利用率,并且存在最佳中继节点和最优功率分配系数使得中断概率进一步下降.     

Two-way中继系统的中继选择算法分析

为了提升双向AF中继系统总速率和降低系统中断概率,提出了一种最小中断概率的中继算法MOP,介绍了现有的两种中继选择算法,利用通信系统的性能指标(信噪比、中断概率、信道容量)展开分析。仿真结果表明,所提出最小中断概率中继选择算法可明显降低系统中断概率,在提升系统总速率的性能与最大化容量中继算法接近,有效地改善了系统性能。     

协同DF-OFDM系统中基于MRC的机会中继研究

针对机会中继译码转发协同系统中未考虑直传链路的问题,提出一种由目的节点根据系统中断概率进行中继选择的方案,研究了将机会中继信号与直传信号在目的节点进行最大比合并时的系统性能,推导了采用最大比合并时的系统中断概率。研究结果表明,当直传链路存在时,通过目的节点的中继选择,可使系统性能得到进一步提高,其性能优于不考虑直传链路时的机会中继系统。     

基于网络编码的无线网络分布式协作通信机制

 本文提出了一种基于无线网络编码的协作通信机制NCCC.无线网络编码能够在取得合作分集的性能增益的同时,降低网络中断概率.分布式中继节点选择算法是NCCC机制的核心,该算法根据即时信道状态,选择执行网络编码操作的最优中继节点.理论和仿真结果证明, NCCC机制可以提高无线网络双向多信源多信宿传输的性能和鲁棒性.     

协同认知无线网络中自适应中继节点选择算法

最优停止规则算法的优点是避免主用户考察所有次用户,使主用户能在较短观测时间内挑选出满足通信服务质量的中继节点。但存在些许不足之处,如仅考虑了单次协同通信情况,没有充分利用历史中继节点选择信息。为了克服上述缺点,需要优化该算法的性能,通过引入反馈机制,提出了自适应中继节点选择算法,在每次中继节点选择结束后更新信息库中次用户中继概率,主用户从中继概率高的次用户开始观测。研究结果表明:自适应中继节点选择算法的效率要比最优停止规则算法高;该算法可进一步减少观测次数,降低系统的传输时延和观测能耗,提高主用户的平均吞吐率。     

联合网络编码和中继选择的协作传输方案及其性能分析

研究了Nakagami信道中联合网络编码和双向协作中继选择的中断与平均误码率的性能,基于3个时隙的网络编码方案提出了一种最小化较差用户误码率的协作中继选择策略。在Nakagami信道下,从双向通信的角度,通过理论分析得出其中断概率和平均误码率的解析式和渐近式,同时推导了无协作中继选择时网络编码的中断概率和平均误码率解析式。通过理论分析发现,当Nakagami信道衰落参数降低时,联合网络编码的协作中继选择方案相对于无协作中继选择时的性能增益将逐渐升高。数值仿真实验结果表明,所提策略的平均误码率性能要显著高于无协作中继选择时的网络编码性能。     

低信噪比下增强型解码转发协作的性能分析

研究了接收节点将其译码状态反馈给其他节点这一增强性手段对解码转发协作的性能改善情况.推导了低信噪比条件下,增量中继、选择中继的中断概率和吞吐量表达式,给出了中断概率的三阶近似式.结合增量中继、选择中继的各自优点,提出了一种联合中继模式.理论分析和数值仿真表明,提出的联合中继模式在中断概率和吞吐量2个方面性能优越.     

基于中断概率的协作通信中继选择与功率分配算法

研究了功率受限情况下多中继协作通信网络的中继选择和功率优化问题。在AF网络中,提出了一种低复杂度中继选择与功率分配算法,其目标是在总功率一定的条件下使系统的中断概率最小。本算法对源节点和所有潜在中继节点进行功率分配,结合当前信噪比选择最优的中继集合,通过最速下降法求出使系统中断概率最低的功率分配因子。该算法不需要知道大量瞬时信道信息、不需要系统在等功率条件下进行中继选择,只需求得中继节点排列矩阵便可根据当前信噪比自适应获得最优中继节点集合。仿真结果表明,在相同条件下,该算法明显优于不同中继节点集合下几种算法的中断性能,并且与传统的SAF及AAF算法相比,有效降低了中断概率,提升了系统性能和功率效率。     

基于负载均衡的中继选择和频谱转移联合优化策略

针对负载失衡或热点覆盖无线中继网络,提出一种基于负载均衡的自适应中继选择和频谱转移联合优化策略。定义了一种衡量一个站点对周围同频站点干扰程度的干扰容量,为某站点对其他站点的干扰提供了量化分析指标。当用户申请接入时,首先根据各条链路的信道状况选择首选接入站点和备选接入站点,当首选接入站点负载过重而无足够资源使其接入时,对接入备选站点和从与首选站点同扇区的其他站点向首选站点进行频谱转移的性能进行比较,选择一种维持系统性能较好的方式接入。仿真结果表明,所提算法在中心小区的频谱效率和阻塞率都优于单一的基于负载均衡的中继选择策略和单一的基于负载均衡的频谱转移策略,并且平均干扰容量也最低,对周围小区的系统性能影响较小。     

机会协同通信系统的中继公平性研究

为提高机会协同通信系统的中继选择公平性,提出了以不影响系统中断性能为目标的协同方案。在建立了协同通信系统模型的基础上,提出机会协同方案,并引入比例公平算法对机会协同方案进行改进;分别对2种方案下的中继选择概率与系统中断概率进行了分析,根据定义的公平因子表征中继公平性与理想公平上限。仿真结果表明,提出的基于比例公平的机会协同方案,显著改善了中继选择的公平性,在大信噪比条件下趋近理想公平上限,同时保持了系统中断性能。