粒子群算法在协同通信功率分配优化中的应用

研究通信优化系统性能,在协同通信中,源节点和中继节点的功率分配对系统的性能有着鼋要影响,存在分配不合理的问题,系统将达不到理想性能.为了优化功率分配,提出协同通信方式进行优化分配功率.根据粒子群算法在资源分配和函数优化中的优越性,分别针对放大前向和译码前向协同模式,在总功率一定的条件下,以大信噪比时的误码率的下界或上界...     

协同通信中继选择技术的研究

协同通信是目前无线通信的研究热点,如何进行协同中继的选择成为协同通信中需要解决的首要问题。提出了协同中继选择技术的评价标准,并对近年来的算法进行了分类分析和比较,最后对协同中继选择算法的发展方向进行了展望。     

智慧城市中基于云通信的协同通信系统研究

协同通信系统能够让人即时、快捷地获得文字、图像以及视频等数据,提升企业的沟通效率,降低沟通成本,促进智慧城市的通讯智能化建设。基于云通信的协同通信系统区别于传统的即时通信系统,其融合了电信网、移动网以及互联网,实现了智能化沟通。本文给出了协同通信系统的体系结构,并以中国电信协同通信软件ECP为例,印证了设计方案的可行性。     

无线传感器网络地理协同通信算法

针对无线传感器网络能量有效性和协同通信节点选取问题,提出基于位置的无线传感器网络协同通信算法(CCABL).该算法通过距离参数选取协同节点及其成员节点,并引入数据融合和分簇思想.协同节点融合成员节点数据,采用F/R(forward/reverse)协同通信传输数据.理论分析和NS2仿真验证表明,与数据融合算法和LEACH分簇算法相比,CCABL算法不仅有效地提高了能量有效性,而且节点能量消耗更加均衡,网络生存期长,同时算法实现简单,控制开销低.     

基于系统容量的多节点协同通信功率分配算法

功率分配是协同通信中的关键技术,为了研究协同通信对系统容量的提升,提出多中继和多接收天线功率分配的协同通信模型,探讨总功率一定的情况下,以系统容量最大化为准则的最优功率分配算法,采用放大转发模式,得出优化的功率分配算法(Optimum Power Allocation,OPA),并在相同假设条件下与平均功率分配算法(Average Power Allocation,APA)进行比较,可以看出在相同条件下OPA比APA的性能好。由最后的仿真分析可以得出系统容量得到了显著提高。     

协同通信在煤矿井下的应用研究

针对煤矿内复杂的电磁波传播环境和突出的多径效应,分析了矿井无线通信抗多径干扰主要方法。根据协同通信技术的特点,提出将协同通信方式应用于矿井无线Mesh网络通信系统,并给出了基于协同的无线Mesh通信系统架构。围绕几种典型的矿井环境的几何结构特点,分析了基于协同的无线Mesh系统子网在相应环境下的协同中继方式。     

基于MIMO-OFDM系统的自适应算法研究

为了提高MIMO-OFDM系统的数据传输率和频谱利用率,提出一种新的自适应算法。该算法在保证信道质量所需误码率和总发射功率的前提下,按照各个子载波衰落程度动态地分配比特和功率,使系统的总数据传输速率最大。理论分析得出,该算法降低了系统运算复杂度,能很大地改善系统的整体性能。     

支持网络化敏捷设计的异步协同通信系统

网络化协同设计是实现敏捷制造、提高产品竞争力的重要方法和手段。而异步协同通信系统则是网络化敏捷设计系统中最为基本且必不可少的功能。该文从系统功能、结构特点以及与通用电子邮件系统的功能比较等方面,介绍了所开发的异步协同通信系统的原理及其实现方法。     

基于节点剩余功率的多中继选择算法

提出一种基于节点剩余功率的多中继放大转发协同节点选择算法,根据节点信道状态信息(CSI)和剩余能量信息对网络生存时间进行优化,使用加权函数和信道容量增益门限进行多协同节点选择。仿真结果表明,对于动态和固定功率分配,该算法选择三四个中继可使协同通信系统性能达到最优;相对基于CSI的单中继选择算法,当中继数为4时,其在动态功率分配时的网络生存时间最高可延长82%。     

协同干扰节点资源优化分配模型及算法

针对协同干扰节点资源优化分配问题,通过引入协同干扰组的概念,建立了协同干扰节点优化分组模型,将系统有效干扰时间优化简化为协同干扰节点分组数优化,并考虑了协同干扰组对目标通信压制的误码率约束,保证有效压制干扰下系统工作时间最长。结合智能优化算法,提出了基于遗传算法的干扰机节点分组优化求解方法,给出了具体的求解步骤,并与贪婪算法结果进行比较。最后通过实例仿真验证了方法的有效性和优越性。     

协作通信最优功率分配算法

为了提高协作通信系统的能量利用率,降低系统的误符号率,提出了基于差分演化算法的协作通信最优功率分配算法.建立了多中继转发放大协作通信系统的模型,给出该模型下误符号率的表达式.在此基础上,提出了一种新的差分演化算法来求解最小误符号率时的源节点和各中继节点的最优功率分配.仿真实验结果表明,与等功率分配算法相比,在相同的条件下,新算法能够取得更低的误符号率,显著地提高了协作通信系统的性能.     

基于超级节点MAC中继的复域分布检测非正交网络编码

为解决正交通信过程存在的数据发送等待问题,提出一种基于超级节点多接入信道（MAC）中继的复域分布检测非正交网络编码策略。首先,对经典正交信道分布检测技术进行介绍,并针对其存在的问题,使用中继MAC无线传感器网络,把复数域网络编码技术应用在无线传感器网络中,有助于实现协同分集降低信道衰落不利影响。其次,针对中继MAC复数域网络编码正交信道分布检测技术,基于传感器的虚警率和检测概率,提出结合网络符号差错概率的最大似然（ML）最佳传感器标签选择算法,降低误差概率,同时通过超级节点近似,获得中继功率和总发射功率的公平分配。仿真结果显示,该算法在非正交网络编码检测中,检测率指标可达到91.3%,而错误率指标仅为25.1%。实验结果表明,该算法可以有效地提高非正交网络编码算法在实际应用中的检测性能。     

无线传感器网络中协作误差传播感知的机会可靠传输机制

针对无线传感器网络协作通信过程中误差传播对系统性能的影响,提出了一种基于机会式误差修正的可靠传输机制。首先,在多节点协作无线传感器网络中建立三种协作传输方案,基于信道质量和误符号率建立协作误差传播模型。接着,针对协作误差中的合并、调度和干扰等类型,通过在信道、信源和协作网络物理层提出机会式误差修正算法。最后,在上述结论基础上,综合感知用户的性能要求、调度复杂度和协作传播模型,提出了机会式可靠传输机制。数学分析结果不仅验证了机会式传输机制比静态机制具有高可靠性,而且证明了所提机制在端到端通信的实时性、可靠性、吞吐率和能效等方面有优越性。     

室内可见光通信盲均衡技术研究

为了降低室内可见光通信的误码率和由于多径效应导致的码间串扰,提高系统的传输特性,研究了可见光通信系统的盲均衡算法。对室内可见光通信（Visible Light Communication,VLC）系统信道进行了建模分析,利用一种改进的冲激响应算法推导计算了室内可见光通信的冲激响应。针对最小均方算法（Least Mean Square,LMS）等需要训练序列、占用信道带宽的缺点,提出了一种基于Sigmoid函数的变步长恒模（Covariance Matrix Adaptation,CMA）盲均衡算法补偿信道损耗。实验结果显示：采用了改进的CMA算法后,系统的收敛速度更快,收敛后的稳态误差减小,均衡器对系统的跟踪效果优良,通信系统的误码率也大大下降,抗噪声能力显著提高,可以有效地改善室内VLC系统的码间串扰问题。     

UUV群探测系统仿真设计

研究水下航行器(UUV)群协同探测问题,系统用多传感器协同探测,执行警戒、侦察、监视水下航行等作战任务,要求实时快速和准确探测。针对目前水下情况复杂,UUV导航精度低、水声通信误码率大等状态。为解决算法研制与实际结合不紧密的问题,提高UUV群协同探测系统性能,采用GUI函数接口,设计并实现了UUV群协同探测仿真系统。系统可通过可视化界面,用MATLAB平台对UUV群用于多目标的协同探测算法进行仿真。仿真结果表明,仿真系统能够满足UUV协同仿真测试要求,对于UUV群协同探测系统的研制具有重要的应用价值。     

基于跨层设计的矿山物联网感知层协作网络寿命优化

为了满足矿山物联网感知层服务质量（ QoS）的要求,采用一种基于跨层设计的无线协作通信机制,在Nakagami-m衰落信道中,通过物理层自适应调制编码（ AMC）和链路层混合自动重传请求（ HARQ）协议跨层设计,研究无线通信网络的HARQ协作机制,推导出协作传输系统的总能耗表达式,建立跨层优化模型。基于贪婪策略的思想,提出一种网络寿命最大化的功率分配算法（ NLMPAA）,在保证误码率指标的前提下,在最大功率的约束范围内,对功率矩阵进行优化,使网络寿命最大化。仿真结果表明：基于协作机制的网络寿命明显优于非协作机制网络,本文提出的NLMPAA可以延长网络寿命20%以上。     

一种适用于流余通信系统的网格编码调制技术

流星余迹通信信道具有短时突发传输的特点,为了在有限的传输时间内尽可能多的传输有用信息,达到提高传输速率及改善系统可通量的目的,提出了一种适用于流余通信系统的网格编码调制（TCM）技术;将8PSK恒包络调制方式与TCM相结合以充分利用系统的发射功率;为了降低TCM算法的误码率,将传统TCM中的卷积编码替换为Turbo码,形成了TTCM-8PSK算法;通过选取性能优异的交织参数与码长进一步改善误码性能;在译码时对迭代的外部信息和分支转移概率进行加权处理,降低算法的复杂度;仿真结果表明：与常用的RS编码及BPSK/QPSK调制方式相比,TTCM-8PSK算法不仅使流余通信系统的可通量得到了提升,而且提高了传输可靠性,为下一代流余通信系统研制提供了理论基础。     

基于二分图的协作通信中继选择技术*

合理的中继选择对于提升协作通信系统的能效具有重要意义。针对多用户多中继协作通信系统,为获得较高的系统能效并降低系统的复杂度,提出了基于二分图的中继选择策略,将协作通信系统中继选择问题转化为带权二分图的最大匹配问题。首先将用户节点与待选择的中继节点建模为二分图的顶点,根据中继的协作范围确定二分图的边集,然后将不同的协作组合所产生的能效给各边赋权,最后通过KM算法求解该带权二分图的最大匹配。仿真结果表明,相比于其它中继选择算法,该策略能够有效提高系统能效,同时具有低复杂度的优点。     

基于长延时信道的水下传感器网络中继选择及功率分配优化算法

针对水下传感器网络(UWSN)中水声信道衰落特性随时间-空间-频率随机变化的特点,在此提出利用中继协作网络获得分集增益从而提高水下网络通信质量的水下协作网络模型。基于该协作模型,提出了一种基于信道增益和信号延时双指标最佳中继评价标准,并提出了基于该标准的最佳中继选择算法与基于最小误比特率准则的功率分配算法。仿真结果表明,相比于传统最佳中继选择算法,传输延时降低约16.7%;相对于等功率分配,该算法在典型场景下使误比特率降低1.81dB。     

一种双无人机协同跟踪地面移动目标方法

针对通信延时情况下双无人机协同跟踪地面移动目标问题进行研究, 构建了基于分布式遗传算法和滚动时域优化结合的目标跟踪航迹规划算法模型。考虑到通信延时会增加目标状态信息数据融合时的误差, 导致无人机跟踪任务效果变差, 结合递推最小二乘滤波和加权最小二乘估计设计了融合方法, 来融合处理目标状态信息; 考虑到无人机对目标的观测效果与未来时刻的目标状态信息密切相关, 采用递推最小二乘滤波预测目标的状态信息, 结合分布式遗传算法和滚动时域优化设计了双无人机目标跟踪航迹规划算法。适应度函数考虑了无人机和目标之间的距离、无人机之间的通信距离、无人机之间的通信角度。仿真结果表明：该协同跟踪方法能够较好地完成跟踪任务; 与一架无人机跟踪相比误差明显减小, 并且可以减小通信延时带来的跟踪误差。