一种基于混合智能算法的协作中继选择新方法

针对多用户多中继场景下协作通信系统的中继选择问题,提出了一种基于混合智能算法的协作中继选择新方法。不同于现有的为每个源节点分配一个中继节点的中继选择方法,新方法建立了为每个源节点分配一个或多个中继节点的优化模型,以最大化多用户多中继协作系统的最小接收信噪比为优化目标,采用结合了模拟退火与遗传算法的混合智能算法来搜寻中继选择问题的最优解。仿真结果表明,所提方法可显著提高目的端的接收信噪比,且算法具有较强的全局搜索和快速寻优能力。     

多跳多中继无线网络中的协作波束形成技术

针对多跳多中继无线网络中的协作波束形成技术进行研究.在基于放大转发机制的三跳协作通信系统中,对2个中继节点簇的协作波束形成矢量进行联合设计,以求在目标节点获得最大的接收信噪比.该方法首先将原始优化问题加以推导简化,然后应用半定规划方法求解获得协作波束形成矢量的次优解,并结合对分搜索算法加以改进.仿真结果表明,提出的协作波束形成方法可取得明显优于固定放大增益中继策略的接收信噪比.     

无线协作网络中基于数据传输需求的分布式功率控制

在未来无线通信网络中,协作通信的性能依赖于通信资源的有效分配,比如中继选择和功率控制等.在本文中,我们建议了一个分布式买者和卖者博弈理论框架,以满足用户链路质量需求为基础,解决多用户协作通信中最优化中继选择和功率控制.本文联合考虑了源节点和中继节点的功率分配,进而优化源节点和中继节点的收益.这里提出的方法不仅有助于源节点找到相对位置较好的中继节点以及在源和中继之间进行最优化功率分配从而最小化源节点的支付,而且有助于相互竞争的中继节点提供优化的价格以最大化它们各自的收益.此外,这里的优化价格可以仅由局部信道状态信息和其他节点的能量价格决定.如果获得的中继节点总数增加,全网的能量消耗会更低.     

一种多源协作网络的分布式功率分配与中继选择算法

该文针对多源-多中继放大转发协作通信网络,以最小化系统总功率为目标,在保证系统满足一定中断概率的前提下,提出了一种分布式功率分配与中继选择算法.算法由源节点自主选择为其转发信息的中继节点,并引入定时器,通过竞争方式避免了分布式所导致的中继选择冲突.中继收到来自源节点的信号后,只需根据转发门限自主判断是否进行转发,从而完成传输.仿真结果表明该分布式算法能够有效降低传输所需要的总发射功率.并且与集中式控制所获得的最优中继选择与功率分配算法相比性能相近,但所提分布式算法显著降低了系统的控制开销.     

一种简单的适合无线Mesh网络的机会协作MAC机制

针对IEEE802．11MAC（medium access control）协议中通信模式的缺陷,提出了一种新的协作MAC机制。该机制重点研究了分布式中继节点的选择算法,并定义了一种新的控制帧（retran）。目的节点通过发送retran帧启动协作机制,收到该帧的节点根据中继选择算法设置自身定时器,从而竞争产生“机会中继”,使其在源节点与目的节点之间搭建通信桥梁,该方法简单可行。仿真表明,随着网络中节点数的增加,新的机制对网络吞吐量和误比特性能的改善效果明显,从而提高了通信质量。     

协作通信系统的中继选择算法研究

协作通信作为一种新颖的无线通信技术,它的主要思想是通过中继节点参与协作传输,在目的端获得两个或者多个在空间上独立的信号样本,实现空间分集,获得分集增益.因此如何合理选择中继节点成为协作通信的关键问题之一.本文在协作通信模型及原理的基础上,对基于信道状态信息的中继选择算法进行了介绍,并对具体的选择算法的性能进行了仿真.     

协作通信中的中继技术研究

随着无线信道环境的复杂多样,本文引入了协作通信,并探讨了协作通信中的中继节点选择和功率分配两个重要的技术,最后提出了基于中继节点选择和功率分配的联合优化算法。     

协作通信中一种改进的最佳中继选择算法

已有研究结果表明,机会中继可以获得与更为复杂的空时编码协作通信相同的分集增益。但是,随着可选中继节点数的增多,发生冲突从而导致选择失败的概率也明显变大。本文提出了一种改进的最佳中继选择算法,源站收到最佳中继发出的标志分组后发送选择确认消息,中继节点在冲突发生后进行退避。分析结果证明,采用新算法可以大大降低选择失败的概率,而增加的开销却很小。     

一种最小误码率约束的动态地理协作路由算法

为了提高无线多跳通信的可靠性,提出一种联合物理层和网络层设计的动态地理协作路由(DGCR)算法,推导计算了单个协作单元协作中继节点的选择区域,在该区域内选择的协作中继节点可以满足误码率要求.最佳中继节点的位置会根据实际协作中继节点的位置和目的节点的位置动态选取.仿真计算表明,该算法相比非协作路由算法和传统地理协作路由算法具有更好的误码率性能,更适用于多径条件下的应用.     

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。     

移动中继通信技术综述

随着无线通信的发展,以中继为代表的协作通信技术被认为是未来无线通信系统中的关键技术之一。利用中继可以以较小的代价扩展小区覆盖范围和增加系统容量。目前,固定中继的研究已日趋成熟,移动中继正成为一个新的研究热点。由于移动中继本身的特性,它在带来诸多好处的同时也面临一些挑战。文中阐述了移动中继的研究现状,介绍了移动中继的应用场景,对其关键技术进行了综述与展望。     

Performance analysis of spectrally efficient amplify‐and‐forward opportunistic relaying scheme for adaptive cooperative wireless systems

In this paper, we propose an adaptive amplify‐and‐forward (AF) relaying scheme that selects the best relay among the available relay nodes opportunistically to cooperate with a source node for improvement of the spectral efficiency. This improvement can be achieved by introducing a policy that gives the useful cooperative regions and defines a switching threshold signal‐to‐noise ratio that guarantees the bit error rate (BER) of cooperative transmission is below the target. We model all links as independent non‐identically distributed Rayleigh fading channels. We then derive closed‐form expressions for the average spectral efficiency, average BER, and outage probability when an upper bound for the signal‐to‐noise ratio of the end‐to‐end relay path is applied and adaptive discrete rate is considered. Numerical and simulation results show that the proposed scheme, compared with the outage‐based AF incremental relaying, AF fixed relaying, and the conventional direct transmission, can achieve the maximum average spectral efficiency while maintaining the average BER and outage probability. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

无线协作中继技术综述

无线协作中继技术具有低成本、扩大覆盖范围的作用,可以有效提高通信系统的可靠性和传输速率。对无线协作中继技术进行综述,讨论协作中继的基本协议和协作中继的选择方案,并且进行比较分析和仿真验证。     

WSN中一种基于能量效率的协同中继传输方案

本文针对分簇无线传感器网络,提出了一种基于能量效率的协同中继传输方案,该方案中源簇头根据源到邻簇头之间的信道状态信息选择最优中继节点;协同传输数据时,目的节点接收到两个时隙的信号后进行最大比合并,并根据设定的接收信噪比门限范围在确认帧中给中继节点反馈功率调整信息,以减少重传次数或降低中继节点的发射功率,在不增加开销的情况下可以减少系统总的能量消耗。文章利用概率密度函数推导了基于部分信道状态信息选择中继协同的误符号率闭式表达式,最后通过蒙特卡洛仿真进行了验证。结果表明:误符号率的理论推导值与仿真值一致,在相同的接收信噪比门限时,本文所提方案能够明显提高系统的能效性。      

基于认知的协作系统中继分配算法

随着无线移动通信系统的飞速发展,无线通信网络能耗急剧增加,基于中继协作技术的绿色无线通信研究受到众多研究者的关注.针对基于认知的中继协作系统,提出了一种以最大主系统能效为目标的中继分配算法.该算法在不影响主系统性能基础上,对主系统请求次系统用户作为中继转发数据,且共享主用户频谱进行了简要介绍.算法中次系统通过最大权重匹配方法为主系统分配中继（次用户）,在满足主系统能效最大化的同时,实现了次系统与主系统的频谱共享.对算法进行仿真验证,提出的算法能获得较高的主系统能效,同时提高了整个系统的频谱利用率.     

基于非对称信道状态信息的协作通信：一种契约理论建模方法

In relay-assisted cooperative com-munication, relay nodes help forwarding the information of a source node in case of link failure between the source and a destination. Although user cooperation improves the over-all efficiency of the network, it requires incen-tive to stimulate potential relay nodes to assist the source by forwarding its data to the desti-nation. Moreover, the potential relays are bet-ter informed than the source about their chan-nel conditions to destination, which results in asymmetric information between the source and the relays. In this paper, we study the problem of lack of forwarding incentive in cooperative communication when channel state information of relays is private infor-mation and not known by the source. To tackle this problem, we apply the principle of contract theory to a cooperative wireless system. Source first designs incentive compatible and individually rational contract, consisting of a set of power-credit pairs. Then it broadcasts contract items to nearby nodes. Once the source node receives reply messages from the volunteer relays, it chooses one or more relays based on its re-quirements and communication starts. Simulation results show how credit assignment works in order to stimulate relays to cooperate and prevents relays from cheating behavior.     

IEEE 802.16j中的协作中继机制

蜂窝网络中配置中继节点可以提高系统容量和小区覆盖范围.IEEE成立802.16j工作组研究移动多跳中继.首先介绍了协作中继的基本概念,然后讨论了802.16j中定义的三种协作分集机制:协作源端分集、协作发送分集和协作混合分集.最后,给出了实现协作中继的四个步骤.     

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...     

Energy-efficient cooperative sensing and transmission in relay-assisted cognitive radio network

An innovative EE-oriented cooperative sensing and transmission scheme in relay-assisted cognitive radio networks,called energy-efficient best-relay cooperative transmission (BCT) was proposed.Based on the BCT scheme,mean energy efficiency (MEE) maximization problem with sensing duration and transmitting power as optimization variables was modeled for fading channels under constraint of minimal secondary outage probability.By virtue of Jensen’s inequality,the original optimization problem was decomposed into two relatively independent subproblems which solved sensing duration and power allocation respectively.And for the two subproblems,an efficient cross iteration based algorithm was proposed to obtain the suboptimal solutions.Both analytical and simulation results demonstrate that the proposals can achieve significantly higher EE while enhancing reliability of secondary transmission remarkably compared to non-cooperation single cognitive transmission schemesin high QoS requirement.