MIMO协作传输系统的中继选择及中断概率分析

为实现多输入多输出(MIMO)再生中继网络中源节点和目的节点之间的协作传输,提出了一种中继选择算法. 被选中的中继节点的两跳链路等效功率增益的最小值在所有备选中继节点中最大. 针对该选择策略,采用一种理论近似的方法分析了其中断概率. 基于这种协作策略还给出了在总功率受限的条件下,源节点和中继节点之间的功率分配方法. 理论分析和仿真结果表明,该选择算法可显著降低系统中断概率. 同时,分布式的选择算法在系统性能和复杂度之间取得了较好的平衡,是可使用的中继选择策略.     

最近中继协作算法研究

为提升多中继协作通信系统性能,提出一种最近中继协作的传输算法。算法通过选择最近的邻居节点作为中继来辅助传输。通过公式推导,计算出中断概率与小区半径和发送功率直接的关系,仿真结果表明,提出的算法得到的仿真结果更接近Genie-aided算法的理论值下界值,且优于直接传输和分布式协作传输方案。固定小区半径时,当达到一定的中断概率时,发送功率降低了6 dBW。     

协作中继网络中节点传输时间和位置优化算法

在协作中继网络中提出一种基于(Quality-of-Service,QoS)驱动的协作节点传输时间和协作节点位置优化算法。基于当前用户的QoS时延需求,从理论上可推导出解码转发中继模式下系统容量表达式。以最大化系统容量为目标,可获得最优的协作节点传输时间和最优的协作节点位置。仿真结果表明,该优化算法能够自适应地确定最优节点的位置和传输时间,从而获得最大化系统容量,进一步有效提升整个系统的性能。     

中继式协作频谱感知仿真平台设计

为了在认知用户与数据融合中心之间的单跳直接式通信受阻时,通过邻居节点提供的中继辅助进行多跳通信,以完成数据融合中的感知结果报告,基于分层分簇的协作网络建模思想,提出一种多跳中继式协作模型,并在此基础上,使用Matlab GUI中的GUIDE工具,设计出一种用于中继式协作频谱感知环境的仿真平台。系统性能测试表明,所设计的仿真平台可对常见协作频谱感知算法,在多跳中继式模式下进行有效地仿真和性能分析。     

C-V2X下基于信用卡风险评估的中继选择算法

针对车载协作通信中由于中继的自私行为会导致通信系统数据传输速率低的问题,提出一种基于信用卡社交网络用户信任度评估的最优中继选择算法。首先,建立一个综合社交网络和物理层的D2D中继协作双层模型,模型刻画了车辆节点人为属性。再从业务需求节点角度,利用信用卡风险评估方式对中继用户的信任度进行评估,并通过决策论对用户进行信任等级划分;从中继用户的角度,对信任度较好的用户进行激励补偿。最后,筛选出信任度高价格合理的最优中继。数值分析结果表明,相比于仅对积极中继用户进行选择的算法,该算法的通信系统数据传输率提高了10%左右。     

绿色节能的分布式中继分配算法

中继协作传输不仅能在单天线情况下实现空间分集增益,而且不用提高发送功率,就能获得更大的传输速率,从而提升能效达到绿色节能的目的．协作通信的性能与中继节点分配有着密切关系,因此,如何分配中继节点成为一个研究热点．然而,现存的研究方法中大部分只关注分配节点带来的能效增益,忽略了采取协作后中继节点带来的干扰．为此,笔者综合考虑协作带来的增益与干扰,提出一种分布式中继节点分配算法(Distributed Relay Node Assignment Method,DRNAM),从而更合理地选择中继节点,有效地提升能效．仿真实验表明,DRNAM在固定的传输功率情况下,能明显提升系统性能．     

协作网络中基于中继选择的协作波束赋形算法

针对传统多中继网络中所有中继节点都参与协作的协作波束赋形方法,提出了一种基于选择的协作波束赋形算法。该方法将最小化系统平均误码率作为目标,得到一个次优的中继节点选择门限,小于门限的中继节点被逐一剔除,从而保证了网络中的资源只分配给有用的中继节点,提高了协作波束赋形的分集增益。该选择方法需要的搜索次数和中继节点的个数相等,因此大大降低了选择过程的复杂度。蒙特卡洛仿真表明,选择波束赋形算法可以有效地提高系统误码率和网络能量效率。     

协作通信中的中继节点选取和功率分配联合优化

为了优化协作通信系统的性能,提出了一种基于信道容量增益的中继节点选取策略,并在此基础上提出了源节点和中继节点最优功率分配算法。通过采用凸优化的算法,功率在源节点和中继节点间得到了合理的分配。理论分析和仿真验证表明,所提算法能以较低的复杂度显著提高系统性能和功率效率,因而可以有效地用于基于中继传输的协作通信中。     

一种无线传感网络协作转发中继控制算法

为了提升无线传感器网络的系统容量,有效抵抗无线通信网络信道的瞬态衰落,提出一种可用于无线传感器网络的协作转发中继传输控制方法.通过网络路由与数据链路的联合控制管理实现中继节点的协作,同时引入带宽分配因子可根据网络状况灵活地动态调整中继协作专用带宽.针对信息采集网络的特点,建立网络中每个节点到网关节点的路由,在超帧中分配相应的时隙进行信道管理.从理论及实验两方面说明了该方法的有效性,并定量分析了网络中的竞争及错误概率与信噪比、发射功率的关系,搭建了具有协作转发中继能力的无线传感器网络仿真平台,验证了所提出方法的有效性.     

改进的协作中继节点选择策略

协作伙伴的选取是影响协作通信网络性能的重要因素.为了增加系统可靠性及降低复杂度,提出了结合信道状态信息及距离信息的中继选择策略,探讨了中继选择标准和公式推导.选择因子是根据S-R瞬时信道增益和R-D距离共同确定,然后根据该因子得到最佳中继节点,同时给出选择策略的步骤.仿真结果表明,该策略能有效降低误码率,性能优于距离信息的中继点选择算法,运算量及复杂度低于瞬时信道信息的中继点选择算法.     

协作中继分布的系统性能分析

针对两类基本的单中继模型,通过分析瑞利衰落环境下放大转发和译码转发协作单中继系统的性能,研究了在放大转发和译码转发两种模式下,中继位置对系统容量和性能的影响.仿真表明中继位置对系统性能起着关键作用.对于放大转发模式,当中继位于源节点和目的节点连线的中点时,系统性能最优;对于译码转发模式,根据不同参数配置,当中继位于源节点和目的节点连线的中点且靠近源节点时,性能最优.     

异构无线通信系统的协同中继节点选择

提出了一种基于协同机理的异构无线网络融合机制,并就协同中继节点选择给出了一种基于效用函数的理论优化模型. 该模型在保证第1跳和第2跳链路传输速率匹配的前提下,能从全局优化的角度选择最佳的中继节点. 为了降低计算复杂度,给出了一种次优的异构协同中继节点选择算法. 仿真结果表明, 所提出的协同中继节点选择算法能显著提高异构网络的性能.     

Optimal power allocation and optimal relay selection for D2D communication

Cellular users can be regarded as relay nodes in cooperation with the Device-to-Device (D2D)communication so as to lower the cost, improve spectrum efficiency and solve the problems of network coverage, as well as improving service quality. In this paper an optimal power allocation and optimal relay selection algorithm based on network coding is proposed for using cellular users in the bidirectional relay nodes system. By fixing the total power of the D2D link to be transmitted, this algorithm optimizes the transmission power of each node, and selects the relay node which can maximize the channel capacity of the D2D link as the best relay node. Simulation results show that compared with other protocols, the proposed protocol can significantly improve the channel capacity of the D2D link.     

Relay incentive in cooperative communication by exploiting link imbalance

A relay incentive mechanism based on link imbalance(LIABLE) is proposed for the cooperative downlink communication system. In order to encourage nodes to participate in cooperation, the communication resource is offered as a reward to the relay node that participates in data cooperation. Unlike traditional bottleneck elimination methods in multi-hop end-to-end communication, the LIABLE attempts to make use of the bottleneck caused by link imbalance. Moreover, the location and size of the bottleneck can be controlled on demand by adjusting the relay's transmit power, so that the difference of data rates between two hops can be afforded to the relay as a reward. Simulation results show that the proposed scheme can provide appropriate compensation to the relay node on premise that the destination's transmission performance is guaranteed. In addition, enhancement of the system spectral efficiency and the relay node's energy efficiency can be realized.     

Reactive relay selection strategy for NOMA systems

Non-Orthogonal Multiple Access is considered to be a promising candidate for 5G multiple access schemes due to its superior spectral efficiency,higher throughput,and lower transmission delay.To improve the outage performance of non-orthogonal cooperative systems,non-orthogonal multiple access system is studied in the downlink scenario.First,a distributed reactive relay selection scheme based on the decode-and-forward protocol is designed.Then,the closed-form results of the exact outage performance and the approximate results in a high signal-to-noise ratio of the two users are derived.Finally,the effects of the relay position,channel quality and relay number on the outage probability of the system are analyzed by simulation.At the same time,compared with the partial relay selection strategy,the performance advantage of the proposed reactive relay selection strategy is verified.     

一种全速率的多天线中继STBC协作机制

为了使多天线中继在空时分组码协作发送过程中既可以实现全速率又能获得较高分集增益,提出了一种将中继间空时分组码协作与单个中继的多天线波束成形相结合的多天线中继空时分组码协作机制．中继采用正交频分复用传输,相同载波上的符号由不同中继通过空时分组码协作进行转发,同一中继内的天线间进行波束成形．此外,为了降低信道反馈开销,设计了一种适合多天线中继空时分组码协作机制的有限速率反馈机制．仿真结果表明: 文中所提多天线中继空时分组码协作机制在获得全速率的同时,用户端采用空时分组码译码算法就可同时获得由中继间空时分组码协作和中继内多天线波束成形带来的分集增益,且采用所提有限速率反馈机制可在损失较小系统性能的情况下显著降低信道反馈开销．     

Nash equilibrium cooperative transmission strategy considering competition

In cooperative communications, employing the idle relay node for forwarding data can effectively improve the transmission rate and performance of the wireless networks. Therefore, various relay node selection algorithms are proposed. However, most of the existing algorithms just focus on the benefit caused by relay nodes, while ignoring the negative effect of the backoff duration time which does not exist in direct transmission, when more than one flow compete for the same relay node. To this end, considering both advantage and adverse impact caused by the relay node, we adopt the game-theoretic approach and propose a cooperative transmission strategy based on the Nash equilibrium, named the Nash Equilibrium Cooperative Transmission Strategy (NECTS). The NECTS can not only guarantee the gain of each flow, but also maximize the system performance, and improve the system throughput effectively. Simulation results show that the NECTS can take the advantage of cooperative communications. Meanwhile, it can avoid the unnecessary competition, and its performance outperforms that of the existing methods.     

协作通信系统中能效优化的中继分配算法

在协作通信系统中,中继节点的合理分配对于系统性能提升具有重要的意义。然而,现有的方法往往只从系统容量最大化或者功率最小化单方面研究中继节点分配,缺乏对两者的综合考虑以致最终的中继分配结果不是最优。通过对基于能效(容量/发送功率)的中继分配进行研究,提出一种能效最大化为目标的中继分配算法(EERAA)。该算法首先优化各协作链路能效,然后通过最大权重匹配方法为各源移动终端进行中继节点的分配,从而有效地提高系统能效。经仿真验证,该算法跟现有的算法相比,能得到更高的系统能效。