无线非对称中继网络的统计QoS保证

针对目前中继网络动态资源分配最优解尚不完善的问题,通过将信息论和有效容量有机地结合,独立求解出估计转发(EF)中继网络动态资源分配的最优解,并以典型网络为例,基于动态资源分配提出了一种自适应中继网络方案,可以根据系统QoS指数要求在现有放大转发(AF)、解码转发(DF)和估计转发(EF)3种中继协议中进行动态选择.数值与仿真分析表明,动态资源分配方案可以很好地在给定系统QoS指数限制下最大化中继网络的有效容量,同时自适应中继网络方案比传统的单一中继方案能更好地提高系统的吞吐量.     

基于信息中继节点的能量和信息同传模型及协议

建立基于自身节点作为中继的信息和能量同时传输模型,中继节点既可以发送自身采集的信息到源节点,又可作为中继节点帮助源节点与目的节点进行能量和信息的传输。采用能量分割(Power Splitting, PS)协议,中继对信号采用解码转发方案,运用非线性规划算法对该模型和协议进行优化并得到最优解。仿真结果表明,该最优解可使模型的吞吐量最大,靠近目节点位置为最优中继节点位置。     

基于MIMO的双向解调中继协议及SER性能

提出的基于MIMO的双向解调中继协议,不仅可以提高频谱利用率,还可以提高传输的可靠性.该协议包括两个用户终端和一个多天线解调转发中继节点.为了对协议进行性能评估,推导了采用QAM调制的基于MIMO的双向解调转发中继协议的误符号率(SER)性能闭式解.仿真结果验证了理论推导的正确性.     

译码转发中继系统中继节点选择及性能分析

在基于译码转发(DF)的多中继两跳传输系统中,为了达到系统传输速率和中继节点负载均衡的平衡, 提出基于负载均衡的中继选择方案. 同时, 利用极值理论分析了系统的平均传输速率和中继选择增益性能. 理论分析和仿真结果表明, 利用提出的中继节点选择方案, 系统可以同时满足中继负载均衡和系统传输速率的需求, 且系统传输速率和中继选择增益与系统中继数量成对数关系.     

基于干扰对齐和波束赋形的多中继传输机制

针对多中继两跳多输入多输出系统,提出了一种中继传输方案和干扰对齐算法.该方案在发送端和中继间采用发送波束赋形技术,实现频谱的高效利用;中继向接收端转发时,采用干扰对齐技术.给出了一种接收端低计算量的干扰消除算法.仿真结果表明,利用该传输方案,能实现较高的系统容量和能量效率.     

两跳OSTBC传输的通信性能分析

考虑信源有多根天线、中继和终端均只有单根天线的两跳中继转发系统。为了获得空间分集,信源利用了正交空时分组编码的发射策略。为了尽可能简化中继配置的复杂度,中继采用固定增益放大转发的协议。导出了瑞利衰落下系统中断概率和误码率的封闭表达式,并通过计算机仿真和数值结果的比较,验证了理论导出表达式的精确性。     

全双工多跳安全中继系统的性能分析

为了解决大规模无线网络或当源节点和目的节点相距较远场景的安全传输问题,提出一种采用波束成形的全双工多跳译码转发(Decode-and-Forward, DF)安全中继系统,考虑迫零发射、最大比合并波束成形技术,推导其在瑞利衰落信道上的平均安全速率(Average Secrecy Rate, ASR)的精确表达式。计算得到的全双工多跳DF安全中继系统ASR和仿真结果吻合,表明全双工多跳DF安全中继系统ASR理论分析的正确性;同时仿真结果表明,目的节点发射、接收天线数的增多可以提升多跳DF中继系统的物理层安全性能,且接收天线数的增多对系统安全性能的提升效果更加显著,而中继节点数的增多会恶化多跳DF中继系统的物理层安全性能。     

随机衰落信道下多跳无线传输的性能分析

基于均衡的概念提出了2种非再生多跳系统放大因子的选取方法,在随机衰落(每跳为独立不同分布衰落,如瑞利、Nakagami或莱斯等)下研究和分析了两跳无线传输系统的性能,并给出了有关数学闭式解.理论和仿真分析表明,两跳传输的分集性能受制于较弱跳信道的特性,分集增益不随衰落因子m(或K)的增长而变化(为较弱跳的分集),该结论也可适用于多跳(跳数＞2)传输的情况.再生中继系统在低信噪比时略优于非再生中继,在高信噪比时两者趋于相似.     

基于中继选择的协作多播能效优化

针对多阶段协作多播无线网络的能效优化问题,基于香农理论,将能量效率最大化问题转化为能量消耗最小化问题,提出综合基站的覆盖率、中继的组合、每个中继传输的用户组合、基站与中继的传输时间的优化方案,通过比较所有组合的目标函数找到最优解。选择2个中继转发数据的简化网络,提出了一种优化方案。仿真结果表明,提出的协作多播调度方案比传统多播方案能量效率更高,对于协作多播调度方案,通过设置合适的基站覆盖率和优化中继组合能使能量效率达到最高。     

高频谱效率的双向连续中继技术

无线多跳网络中,为避免节点半双工工作模式导致的网络频谱效率（吞吐量）的损失,提出了一种基于物理层网络编码的双向连续中继技术（PNC-BSR）. 该技术利用物理层网络编码及多个中继节点之间的协作传输,有效地提升了无线多跳网络的频谱效率. 研究结果表明,与传统中继策略及放大转发方式的双向吞吐量增强中继策略（AF BAT-relaying）相比,在高信噪比的情况下,PNC-BSR的网络吞吐量可分别提升300%和100%. 该技术可充分、高效地利用网络资源.     

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.     

两跳中继网络的资源分配算法

对于具有中继节点的蜂窝系统,用户的实际速率受限于基站与中继之间链路(第一跳链路)以及中继与用户之间链路(第二跳链路)的吞吐量.单独考虑其中某一跳链路的资源分配,会降低系统的整体性能.因此,针对中继网络,设计了基于两跳链路吞吐量平衡的正向和逆向功率分配算法.其中正向分配算法在进行第二跳链路资源分配时,考虑了第一跳链路的影响.而逆向分配算法则是将第二跳链路的吞吐量作为第一跳链路资源分配的依据.仿真结果表明,设计的算法有利于克服两跳中继网络的瓶颈问题.尤其是逆向分配算法由于充分考虑了用户的最优速率情况,在提高系统吞吐量的同时还减少了能量消耗.     

一种基于PARAFAC模型的MIMO中继系统信道估计方法

为了有效地估计两跳放大转发(AF)多输入多输出(MIMO)中继系统的信道状态信息(CSI),提出了一种基于平行因子(PARAFAC)模型的信道估计方法。在信宿,该方法通过对接收信号构造PARAFAC模型,采用所提的复值最优交替最小二乘(CALS)拟合算法就能估计出该通信系统中所有的CSI。与已有的信道估计方法相比,所提方法需要较少的信道训练数据块和具有更高的信道估计精度。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

Two_way协作中继系统节点选择策略与性能分析

为克服协作通信系统中单向中继网络频谱效率低的问题,研究了双向信道中的中继选择问题.提出了放大转发的双向单中继选择(TWRS-AF)及网络编码的双向中继选择(TWRS-NC,TWDRS-NC)策略,推导了误比特率及分集表达式,并通过仿真对两种方式的性能进行比较分析.研究表明:在多中继无线网络中,两策略均可实现全分集;在高信噪比区域,TWRS-NC误码率是TWRS-AF的1/2,TWRS-NC获得增益是TWRSAF的2倍;对于误比特率为10-4时,双最大标准优于MIN-W选择标准1 dB.     

协作中继中断性能和差错概率分析

针对单峰窝下通信的三节点(源节点、中继节点和目的节点)协作传输模型,分析了中继节点分别采用放大转发模式和解码转发模式时对传输的中断概率和差错概率,并采用蒙特卡洛仿真对其性能进行评估。仿真结果表明,与放大转发模式相比解码转发模式可获得更低的中断概率,而解码转发模式的误比特率低于放大转发模式。     

移动自组织网络的能量有效广播算法

为解决由最小连通支配集（MCDS）构成的虚拟骨干广播子网中个别节点因频繁转发而迅速耗尽能量的问题,针对移动自组织网络中数据传输的能耗模型和设备一次性供电的特点,通过建模对节点的广播中继效率进行评估,该模型以节点剩余能量和覆盖度为依据,参考不同节点的传输能耗,并以最近能耗强度对节点可用寿命进行预测.提出了基于多点中继的能量有效广播算法(EE-MPR).该算法通过优先选择广播中继效率较高的节点动态构建广播树,减少每次广播的能耗及中继节点数量,均衡设备的剩余能量,从而延长网络可用时间,较好地兼顾了最长网络寿命和最小广播耗能两项指标.性能分析及仿真结果均表明了算法的有效性.     

OFDMA蜂窝中继网络中继选择算法研究

提出两种用于正交频分多址(OFDMA)蜂窝中继网络的中继选择算法,一种在限制数据速率情况下,以用户能量消耗最小化为优化目标;另一种在限制花费能量情况下,以系统频谱效率最大化为优化目标.同时,加入了小区内负载平衡处理机制.首先将基于定价的多小区非合作功率分配博弈模型引入蜂窝中继网络中,得到每一跳的功率-效用对;然后将其合并得到每条路径的功率-效用对;最后依据不同的优化目标,在可行路径的功率和效用之间进行折中中继选择.仿真结果表明,相对于基于信干噪比(SINR)的中继选择算法,提出的两种中继选择算法分别达到了其优化目标,获得了相应的性能增益.     

基于中继选择的认知系统性能

为了提高认知系统的性能,提出一种混合中继选择协议(HPRS). 通过判断中继是否能正确解码源信号来决定中继采用何种协议转发数据,最终选取其中信噪比最大的中继作为最优中继,并推导了HPRS在高信噪比下中断概率的近似表达式及分集度. 理论和仿真结果表明,放大转发中继选择(SAF)、解码转发中继选择(SDF)协议和HPRS均可获得空间满分集度,而HPRS的中断性能要优于SAF和SDF协议.     

无线传感器网络下中继辅助的分布式估计策略

与传统的星形拓扑结构下无中继辅助估计策略相比,新颖的中继辅助分布式参数估计(RADE)
策略能利用中继节点协作传输,提高系统估计性能,对传输能量和处理能力受限的无线传感
器网络有极大帮助. 根据中继节点的信号处理方式,分为放大转发(AF)和估计转发(EF)2种
中继辅助分布式估计策略. 通过凸优化算法得到上述2种估计策略的闭式解. 仿真结果表明
,此策略能在不额外占用带宽的情况下提供更好的估计性能.     

多宿主场景下双层规划中继激励选择算法

面向泛在无线环境下的多宿主场景，基于多流并发思想探索拥塞小区内高速率业务需求保障问题，该文提出一种基于激励机制的双层规划中继选择算法。首先，建立基于买卖模型的中继激励机制，获得初步成交的中继集合及对应的交易标的值。在此基础上，构建基于双层规划的中继选择模型，以获得最终达成交易的中继集合及对应的交易标的值。借助分类求解策略以快速得到该模型的最优解，从而选择出性价比最佳中继用于协作转发并实现拥塞小区内高速率业务的可靠保障。仿真结果验证了该算法的有益效果。