协作通信中基于AHP的灵活节能中继选择算法

目前无线协作通信系统中存在系统能量消耗大、网络生命周期短等问题,良好的中继选择方案是减小能耗的有效途径。因此,提出基于AHP的灵活节能中继选择算法。在信息传输阶段,由控制单元根据协作概率判断节点是否激活自身侦听广播信息包,为减小能耗对协作概率进行优化,并根据系统中断概率获得预计信息量的表达式。采用层次分析法综合考虑节点剩余能量比、链路信噪比、中断概率,从激活状态下的节点中灵活选择优化中继节点进行协作传输。仿真结果表明,该方案在预计即时信息量、中断概率、能耗均衡方面具有一定优势,能够有效减少协作通信网络中的能量消耗,提升网络整体性能。     

严格反馈极值搜索系统预设性能反演控制

针对一类目标函数受预设性能函数限定的严格反馈极值搜索系统的控制问题, 将极值搜索控制、预设性能控制、反演控制相结合, 提出一种预设性能反演控制器设计方法. 针对极值搜索系统的目标函数构造新型的性能函数; 利用性能函数对系统进行函数变换, 构建等效简单变换模型; 基于变换模型, 利用反演控制方法逐步递推选取适当的Lyapunov 函数进行控制器设计, 以实现在对目标函数搜索到极值的同时保证预设性能指标. 最后通过数值仿真验证了所提出方法的有效性.

     

两路中继协作通信的中断概率及分集复用折中性能分析

为了提高协作通信系统的频谱效率和中断性能,给出了解码转发协议下的两路中继协作通信系统的模型。在该模型下,提出了两种数据传输模式,并分析了该两种数据传输模式的中断概率性能,推导了中断概率闭式结果及分集增益和复用增益之间的关系。仿真结果显示,与传统的两中继解码转发协议相比,两种传输模式的中断概率性能都有较大的提高。     

基于EGC极化分集技术的最优中继选择协同通信

最优中继选择(Optimal Relay Selection, ORS)无需所有节点精准同步,可极大地简化网络物理层设计。等增益合并(Equal Gain Combining, EGC)不需要对衰落幅度估值,每条支路具有相等的单位增益,权重系数不随衰落信道信号的强度发生改变,可简化系统设计与实现的复杂度。本文提出给通信终端配置极化天线,在不增加终端体积的同时采用EGC处理极化分集信号,达到克服信道衰落和提升解码转发ORS协同通信系统性能的目的。理论分析和仿真结果表明,解码转发ORS协同通信系统在信道衰落和信噪比相同的条件下,中断概率指标明显好于未采用EGC极化分集技术的协同通信系统。最后将EGC与其它分集合并技术进行了比较。     

VANET中基于约束区域中继的协作通信性能研究

研究了协作通信对车载自组织网络(VANET)性能的影响。中继节点参与通信会提高单链路传输的可靠性,然而大多数研究忽略了采取中继节点会扩大通信干扰范围的影响,从而带来的额外干扰也会影响其他链路的通信。为此,通过构建一个菱形的中继节点选择区域来限制增大干扰区域的不利影响,进而提出一种新的评估协作通信性能的方法,并得到中断概率和网络吞吐量的数学表达式。数值分析和仿真结果表明,协作通信能够显著降低通信中断概率,但其对整个网络的吞吐量性能并不总是有效的,合理地设置中继选择区域大小能有效提高网络吞吐量。     

基于状态可行域约束的极值搜索系统预设性能控制

针对极值搜索系统在稳定状态存在可行域约束情况下的预设性能控制问题,首先利用罚函数构造新型目标函数并设计极值参考轨迹;然后,通过性能函数和误差转换函数构建系统等效模型,利用反演控制方法进行预设性能控制器设计;最后,设计不确定参数自适应估计律.系统在实现极值搜索的同时能够满足预先设定的性能指标.数值仿真验证了所提出方法的有效性.     

Distributed control of multi-agent systems over unknown communication networks using extremum seeking

In this paper, the solution of large-scale real-time optimization problems of multi-agent systems (MAS) is tackled in a distributed and a cooperative manner without the requirement of exact knowledge of network connectivity. Each agent in the communication network measures a local disagreement cost in addition to its local cost. The agents must work collaboratively to ensure that the system's unknown overall cost (i.e., the sum of the local cost of all the agents) is minimized. In order to minimize this cost, the local disagreement cost of all the agents must first be minimized. This minimization requires the solution of a consensus estimation problem and ensures that the agents reach agreement on their decision variables. To address this challenging problem, a distributed proportional-integral extremum seeking control technique is proposed, one that solves both problems simultaneously. Three simulation examples are included, they demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed technique.     

基于最佳中继选择的认知AF系统性能分析

针对中继通信中的放大转发协议,提出了一个基于最佳中继选择方案的双跳认知协作通信系统。该系统的频谱共享环境由一个主接收用户,一个次级信源,[K]个次级中继和一个次级信宿组成。并在独立非同一分布的瑞利衰落环境下对该认知协作通信系统的中断性能进行了分析,推导出了中断概率的准确闭合表达式。利用蒙特卡罗仿真实验证实了分析结果的正确性。理论分析和仿真结果都表明,分析所运用的方法降低了系统的中断概率,提高了遍历容量,从而有效地改善了系统的性能。     

一种无线传感器网络的概率覆盖增强算法

覆盖与连通问题是无线传感器网络的基本问题.研究考虑连通性的概率覆盖增强算法,构建覆盖空洞的修补半径,提出了移动距离和修补半径的关系模型.通过这个关系模型,移动节点在修补圆上选择保持连通的修补位置;根据这个移动距离和空洞面积,移动节点进一步创建空洞的优先级,选择优先级最高的空洞进行修补,节能而高效地实现覆盖增强.仿真结果表明,所提出的算法既能得到较高的覆盖率,又能保证整个网络的连通性.     

多用户环境下的认知协作通信系统性能分析

在存在多个主用户的环境下, 提出一种新型的两跳式协作通信系统, 并对系统的性能进行了分析。该系统在信宿处有多个次级用户接收机, 并且采用信道参数最优的方式进行用户选择。在瑞利衰落信道下, 对提出的协作通信系统的中断概率进行了研究, 得出了中断概率的闭合表达式及在高信噪比时的渐进表达式。最后通过计算机仿真验证了其有效性, 分析结果显示在多用户条件下系统的整体性能得到明显提高。     

基于误码率与中断概率约束的femtocell网络分布式功率控制

家庭基站(femtocell)网络可有效改善无线通信业务的室内覆盖性能,提高信道容量.然而,复杂的动态通信环境导致信道的不确定性,影响用户服务质量.基于此,研究双层femtocell网络在快衰落信道环境下基于误码率约束的功率控制问题;考虑信号传输的中断概率,以及服务质量指标–误码率等方面的要求,构造在此约束下的优化问题;最大化双层femtocell网络的净收益,使得网络系统的通信性能最优;通过对概率约束进行数学处理,将其转化为确定性形式,并提出分布式鲁棒优化算法对等价的确定性优化问题进行求解,从而获得最优功率分配策略.最后,通过仿真验证了所提出算法的收敛性和有效性.     

移动无线传感器协作网络的中断概率性能研究

随着物联网技术的发展,移动无线传感器协作网络成为了研究热点。但是由于信道的开放性,移动无线传感器协作网络的性能研究较为复杂。在N-Nakagami信道下,建立了移动无线传感器协作网络模型,设计了两种发射天线选择(Transmit Antenna Selection,TAS)方案,研究了移动无线传感器协作网络的中断概率(Outage Probability,OP)性能。移动无线传感器协作网络采用放大转发策略,针对最佳TAS方案和次最佳TAS方案,分别推导了系统中断概率的闭合表达式。然后,通过不同条件的Monte-Carlo仿真,验证了系统的中断概率性能。仿真结果表明理论值很好的拟合了Monte-Carlo仿真值,其正确性得到了验证;增加发射天线数可以很好的改善系统的中断概率性能。     

一种新型覆盖连通率计算方法

针对在能量受限的无线传感器网络中传感器节点在部署时必须满足一定覆盖率和连通率的问题,提出一个基于正方形区域的新型覆盖率、连通率计算方法,该方法能够描述网络覆盖率、连通率、部署节点的数量、节点感应(通信半径)和网络区域大小之间的关系,计算出在满足一定覆盖率、连通率所需要部署的节点的数量。模拟实验结果表明该理论值和模拟结果之间的误差较小。     

Relay selection for maximizing the number of successive transmission in cooperative networks

Relay selection has an important effect on improving the performance of cooperative communication system. However, the frequent operation of relay selection can bring enormous control message overhead, and then decrease the performance of cooperative communication. To reduce the relay selection frequency, in this paper, we propose a relay selection scheme to choose the best relay considering successive packets transmission. In this scheme, through the parameters of data transmission rate, the length of data packet and the estimated channel state information, the best relay is selected to maximize the number of successive packets transmission while guaranteeing the given outage probability. It is proven by numerical results that the proposed relay selection scheme can support the successive packets transmission in cooperative wireless networks and the maximum number of successive packets transmission is affected by the different network parameters, i.e. packet length, data transmission rate, signal to noise ratio and Doppler frequency. Compared to previous relay selection schemes by simulation results, it is shown that the proposed relay selection scheme can improve the throughput performance efficiently.     

多天线认知协作通信系统的性能分析

在多个主用户同时存在的情境下,提出了一种新的两跳认知协作通信系统,并对该系统进行了性能分析。该系统的信源和中继均只具有单个天线,而在信宿处配置了多根接收天线并使用了最大比合并技术来进行信号的接收。此外,对该认知协作通信系统在瑞利衰落信道下的中断概率性能进行了研究,推导得到了中断概率的准确闭合表达式,以及在高信噪比时的渐进表达式。通过利用计算机仿真验证了理论分析的正确性。     

基于正六边形部署的WSN密钥预分配方案

针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间以及带宽等局限性问题,提出了一种新的无线传感器网络密钥管理方案。该方案采用正六边形对网络进行分区,在覆盖全网的同时有效的减少了重叠区域。节点仅需预分配数量较少的密钥,就能够以很高的概率建立共享密钥,即使存在大量的移动节点仍能保持较高的连通概率。理论与仿真数据表明方案在连通性和安全性方面具有较好的性能。     

无线传感器网络部分覆盖算法及连通性研究

研究了无线传感器网络在部分覆盖下的节点配置及网络连通性问题。首先,基于最优正六边形拓扑架构,给出了节点密集分布条件下的覆盖率与相邻工作节点间距的解析关系,并在已有的最优完全覆盖算法OGDC的基础上进行了扩展和改进,从而得到了一种新的网络节点配置算法EGDC（Extended OGDC Algorithm）。该算法可以有效地选择出合适的工作节点以达到任意给定覆盖率下的部分覆盖。此外,还给出了一种检验和评价网络连通性的方法,通过该方法可以对网络的连通性进行量化分析,并给出了一项评价网络连通性的指标。仿真表明,EGDC可以有效地实现任意期望覆盖率下的网络配置并保持网络的连通。     

A simple amplify-and-forward opportunistic relaying based on outdated channel state information

Opportunistic relay selection(ORS)is a promising approach for cooperative communications owing to its low complexity by activating only the best relay.However,in mobile scenarios,the channel state information(CSI)estimated in relay selection may be different from the actual CSI employed in data transmission due to relatively fast varying channels,i.e.,CSI is outdated,which may lead to incorrect relay selection,and hence system performance deteriorates.To address the problem,this paper designs a relay selection strategy with instaneous and statistical CSIs in amplify-and-forward(AF)cooperative networks whose instantaneous CSIs of two hops employed in relay selection are both outdated.Based on high signal-to-noise ratio(SNR)analysis,we propose a distinctive relay selection strategy which can be described as selecting the relay with the asymptotic optimum average symbol error probability(SEP)and outage probability at high SNR.The corresponding asymptotic outage probability and SEP performance analysis are also provided.Finally,simulation results not only validate our theoretical analysis,but also show that in asymmetrical outdated CSI scenarios,the proposed strategy achieves better performance than existing relay selection strategies at medium and high SNR values.     

Ad Hoc路由协议在两种节点配置模型下的性能分析

对无线传感器网络中存在的两种节点配置模型,随机节点配置模型和四连通全覆盖优化节点配置模型进行性能分析.根据通信半径(表示为rc)和感知半径(表示为rs)的不同比率,提出一种新的仿真方法,并对这两种配置模型在不同Ad Hoc路由协议下的性能进行分析.大量的实验结果表明,四连通全覆盖优化节点配置模型不仅能减少配置成本和通信开销,而且对于不同的网络拓扑,其覆盖度、连通度和多个网络性能指标都有较大的提高.     

同步协作中继系统的波束形成通信方案的设计*

从多输入多输出（multiple-input and multiple-output,MIMO）系统所设计的Alamouti码中得到启发,针对在无线协同信道之上的同步协作中继系统提出了一种新的通信方案。为了在大中断率和低成对误码率(PEP)的情况下能有效地传送信号,源天线采用功率分配波束形成技术,中继节点采用放大转发(amplify and forward,AF)技术。研究和仿真表明,对给定效率R,所提出的模型与以前的通信方案尤其是广播通信模型相比,在中断率和成对误码率上都有明显的改善。这一发现可能会对未