认知中继网络中的信道分配方法研究

认知中继网络中,对信道进行分配可以有效地提高端到端吞吐量。对三节点认知中继网络下的信道分配进行了研究。中继节点采用解码转发协议时,提出了一种次优的分配方法,将信道按信道增益排序,然后逐个地分配中继信道。中继节点采用放大转发协议时,给出了最优的信道分配方法,提出了一种次优的信道分配方法。次优方法逐个地比较中继信道采用传统协作方式传输时的端到端吞吐量、分配为双跳信道S-R和R-D链路时的端到端吞吐量完成分配。和最优方法相比,两种次优方法以较小的性能损失换取了计算复杂度的降低。给出了数值仿真,比较了两种传输方式下的端到端吞吐量性能,验证了以上方法的有效性。通过对比仿真时间,比较了最优方法和次优方法的计算复杂度。给定信道总数,对次优方法下信道分配后的比例进行了仿真,发现待分配中继信道以1/3的比例分配为直传信道;而在放大转发下,待分配中继信道几乎不被分配为双跳信道。      

不对称双向中继信道中的再生双向中继选择及功率分配

该文研究不对称双向中继信道下的被动式再生中继选择问题。首先,通过理论分析给出了传统3节点网络的可达速率域。然后,在瑞利衰落信道环境下,理论推导了系统中断概率的闭合表达式。接着,利用系统业务知识和信道状态信息,提出一种改进型的最大最小中继选择准则。进一步,研究中继端叠加信号的功率分配,提出了两种功率分配因子选择算法,并对所提算法进行了理论分析。仿真结果表明：通过被动式再生中继选择和功率分配可以显著提高系统的中断性能,在信道不对称情况下性能优势明显。     

无线多址接入网络编码中继的信道分配算法

无线多址接入中继网络中,用户可选择是否接入中继,同时中继也可选择所服务的用户。在中继处应用网络编码技术可使单个中继同时服务于2个用户共享同一时频资源进行无干扰信息传输。基站采用联合检测方法恢复原始信息,从而得到传输速率的提升。针对多用户多中继场景,为了进一步提升系统的吞吐量,需要为用户选择合适的中继协助其传输,考虑到多址网络编码中继的中继选择问题是一个复杂的优化问题,为了降低其求解复杂度,分别采用基于贪婪准则和考虑用户公平性的信道分配算法进行求解。仿真结果表明,所提信道分配算法相比于随机信道分配可获得较大的性能增益,并且基于贪婪准则的算法性能优于考虑用户公平性的算法。     

双向中继信道的模拟网络编码最优功率分配

在双向信息非对称条件下,研究了基于模拟网络编码的双向中继信道中的最优功率分配问题。分别给出了中断概率最小化、和速率最大化意义下的最优功率分配闭式数学表达式,并证明了两种约束下最优功率分配问题的统一性。分析表明:现有的基于模拟网络编码的双向中继信道中的最优功率分配方法是本文提出方法在某些条件下的特例。计算机仿真分析证明了提出的最优功率分配方法在中断概率和和速率性能方面均优于平均功率分配方法。      

能量收集双向中继网络的中继选择和功率分配

结合能量收集技术,研究了放大转发双向中继网络的系统性能。基于双向中继系统中的两个端到端信噪比平衡准则,推导出了单中继选择情况下信源最优的功率分配方案和中继最优的能量收集比例。仿真结果证明所提方法能够实现最好的系统性能。通过比较发现,能量收集双向中继网络比传统双向中继网络能够实现更高的传输速率。     

多接入中继信道中的单中继选择

研究表明,协作中继选择能提高无线中继网络的鲁棒性和能效。文中研究一个多接入中继信道,包含2个信源,N个中继和1个信宿。中继节点为半双工,对两个信源的信号采用非再生的网络编码。考虑直接链路,基于最佳最差信道、最佳信噪比和最佳调和平均选择,提出新的选择策略。仿真结果表明其在性能上优于原有策略。     

Rice衰落信道下选择中继的性能分析与功率分配算法

本文针对无线传感器网络,研究了Rice衰落信道下基于选择中继的两跳译码转发系统的协同中继传输性能与功率分配算法.文中利用概率密度函数推导了选择中继协同传输的中断概率、误符号率的闭式表达式,并给出了高信噪比时的渐近性表达式;然后根据渐近性能进行源与中继节点间的功率优化,进一步提升系统传输性能;最后用蒙特卡洛仿真验证了结果的有效性.仿真结果显示,理论值与仿真结果基本一致,优化功率分配后的传输性能接近于搜索法得到的传输性能,但计算复杂度明显降低.     

能量收集双向中继网络的高能效联合中继选择和功率分配算法

为了实现双向中继系统在满足传输速率要求时的最小功率消耗,基于功率分割中继协议,在完美和非完美的信道估计两种不同的情况下,提出了能量收集双向中继网络的高能效联合中继选择和功率分配算法,得到了两个信源的最优功率分配和中继节点最优的能量收集比例.仿真结果表明,信道估计误差会增加系统的功率消耗;与传统双向中继比较发现,能量收集双向中继能够实现更少的系统功率消耗.     

中继未知任何信道信息条件下中继选择的研究

由于信道情况差的中继对协作贡献小,且消耗额外的能量,基于某种标准选择出一个或者多个好的中继参加协作,可以提高协同通信系统性能,所以中继选择是协同通信系统的研究热点。针对一个发送端、接收端及每个中继都配置单根天线的无线中继网络,在假设发送方不知道信道信息而接收方已知全部信道信息前提下,本文提出了中继未知任何信道信息时的中继选择方案。首先提出基于信噪比最大的单中继选择方案,推导了单中继选择的成对错误概率表达式;其次提出基于中继排序方法的多中继选择方案,推导了选择2个中继的成对错误概率的下界;最后给出了仿真结果。理论与仿真结果都表明,中继未知任何信道信息的情况下,选择2个中继参加协作的系统错误概率却高于单中继选择。      

认知中继网络的多中继选择方法

将中继协作技术用于认知无线电网络可有效对抗信道衰落,提高频谱利用率,然而如何选择中继协助源节点传输信息是一个亟待解决的问题。该文根据多中继协作时目的节点信噪比的一阶偏导数特征,定义了中继协作效率,设计了基于协作效率的迭代中继选择方案。考虑到认知中继网络的非集中式结构,该文将虚拟计时器引入中继节点,提出了基于迭代中继选择方案的分布式算法,通过各中继基于协作效率的虚拟倒计时及信息交互实现了分布式迭代中继选择。复杂度分析和数值仿真结果表明,该算法复杂度较低,且性能接近最优解。     

正交中继信道的信道容量及资源分配

 本文研究了一种正交中继信道的信道容量及资源分配问题。其中,源节点到中继节点之间的信道与源节点和中继节点到目的节点之间的信道在时间上相互正交。论文首先求出了系统的信道容量上界及下界,且中继策略为部分译码-转发时,上界和下界相等,从而给出了信道容量。对于高斯正交中继信道,为了最大化信道容量,论文还研究了各种系统资源的优化问题,包括时间、功率等。仿真结果表明,仅对信道的时间分配参数进行优化与优化所有的参数相比,信道容量损失很小,且给出了此时最优时间分配的解析解。     

光纤通道交换式网络的虚拟通道分配策略

 为了满足光纤通道(Fibre Channel,FC)交换式网络不断增长的带宽需求,光纤通道协议提出了虚拟通道(Virtual Channel,VC)架构,通过逻辑上的通信通道对整网流量进行合理分配.本文将VC机制由"点到点"扩展为"端到端",并结合网络演算(Network Calculus)理论和信誉量漏桶机制,在强实时条件约束下,提出虚拟通道的分配策略,以减小整网业务流量的端到端延迟时间为优化目标,解决了VC架构的三项技术难题:每种VC数目的确定、每个VC的信誉量(Credit)如何保证、以及每条VC的路径选择.计算机仿真结果表明,随着网络负载强度的不断加大,扩展的VC分配策略具有适应能力,增强了在FC交换式网络中应用VC架构的有效性.     

放大转发中继网络中的一种中继选择方案

提出了一种放大转发网络中的中继选择方案,假设目的节点配置多个天线,源节点和所有中继节点都配置单个天线,方案选择一组中继同时在相同的频带上放大转发接收到的源节点信息以最大化接收信噪比。与只择一个最优中继的方案相比,方案在保持满分集阶数的情况下获得了更高的中断容量和更优的误符号率性能。与只选择一个最优中继的方案相比,在0.000 01的误符号率水平上,少需要发射功率1.6 dB。     

中继蜂窝网中基于负载均衡的中继节点选择算法

提出了一种中继蜂窝网络的基于负载均衡的中继节点选择策略(Load Balancing Relay Selection,LB-Rs).根据每个用户的具体信道状况以及中继节点服务的用户数目,LB-RS以分布式的方式为每个用户选择最优的中继节点.仿真结果表明,与基于单一物理层参数的中继节点选择算法相比,所提出的中继选择算法综...     

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。     

一种基于GSM／GPRS的动态信道分配策略

针对GSM／GPRS网络中某些小区因频繁切换导致掉话率高的问题,提出了一种新的动态信道分配策略。该方案将信道划分为数据业务专用信道和语音／数据业务共享信道,并在共享信道中为切换型语音呼叫预留保护信道以降低其呼叫失败率。对于数据业务采用FIFO排队机制。最后利用一种近似计算方法求取该策略的呼叫阻塞率等指标。实验结果表明该方案能有效降低语音呼叫掉话率。     

Two-way中继系统协作节点选择及功率分配策略

为了提高Two-way中继系统总速率,该文提出了一种Two-way AF中继系统的双向中继选择(BRS)策略,该策略通过联合考虑中继节点处的接收信噪比和中继节点到目的节点间的信道增益,实现了最优中继选择。进一步,在最优中继基础上提出了Two-way中继系统两种优化功率分配策略：(1)基于凸优化的功率分配策略(OPA-CO);(2)基于信道增益差异的优化功率分配策略(OPA-DCG)。方案(1)提出了总功率受限的条件下最大化Two-way中继系统总速率的优化模型;方案(2)通过考虑链路之间信道增益的不同,提出了一种速率增量最大化的数学优化模型,为降低求解凸优化模型的复杂度,采用一种迭代功率分配算法求解上述优化模型。仿真结果证明两种策略均能提高系统总速率。