基于解码重传的最佳协作中继选择策略

近年来提出的协作分集技术通过使网络中各单天线用户共享彼此天线以形成虚拟多天线阵列,从而可以显著提高网络容量,也使得其备受科研工作者的关注。提出了基于解码重传（DaF）下的被动式最佳协作中继选择准则,该准则是通过推导协作中继传输系统的误符号率而得出的。在总功率限制下,可以证明基于解码重传下的机会中继在中断性能上考虑是最佳的,更确切地说,它的中断性能和利用全部候选中继传输的最佳解码重传策略是一样的。     

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。     

编码协作通信技术的研究

协作分集技术是目前移动通信技术的研究热点。文中首先介绍了协作分集技术的研究现状，然后分剐阐述了目前已经提出的三种协作通信中继协议——放大前传、译码前传以及编码协作，最后重点研究了性能最佳的编码协作分集技术．     

无线通信网络中协作ARQ协议研究概述

文章介绍了一种新型链路层自动请求重传协议——协作ARQ协议，在阐述相关原理后，提出了针对典型小规模网络通信的G／M／N模型，并在单中继协作、多中继协作和协作广播通信场景下分析了协作ARQ协议的设计思路和改进方法，对未来复杂通信环境下协作ARQ协议研究进行了展望。     

一种新的编码协作中继选择策略性能仿真

针对多用户的编码协作通信网络,给出了增量中继和机会中继结合起来的增量最佳编码协作中继选择策略并对其进行了计算机仿真。结果表明,与其它编码协作节点选择方法相比,该策略在取得机会中继中断概率性能的基础上,进一步节省了信道资源,提高了系统有效信息速率。     

一种基于机会中继的多跳协作MAC机制

现有协作MAC机制的实现过度依赖于协作表中的信息,而协作表中的信息并不是瞬时更新的,并且协作表的建立和更新都需要额外的开销。针对这些不足,充分利用协作发送的特性,提出一种基于机会中继的多跳协作MAC机制。在ORMAC机制中,节点通过侦听MCTS估算中继信道的误包率,当数据传输失败后,候选中继节点根据误包率设置退避定时器的初值,以选择出最佳的中继节点参与中继重传,以此在不可靠的无线信道实现数据的可靠传输。在NS2.28上搭建仿真平台,仿真结果证实了ORMAC机制能有效地提高系统中的平均吞吐量和交付率。     

基于过时信道状态信息的机会协作性能研究

机会中继是协作通信系统中提高频谱效率和节省功率消耗的常用方法.在通信过程中,信道估计时刻和实际中继传输信息时刻存在一定的延时,其产生的过时信道状态信息（Outdated CSI）会严重地影响协作通信系统的性能.分别从考虑直传链路和不考虑直传链路两方面,分析了过时信道状态信息对机会协作分集系统中断概率的影响.仿真结果表明,系统性能随着相关系数ρ的减小而变差,并且随着中继节点数目的增加而提高.     

一种新的两用户协作分集方案及其性能研究

该文提出了一种基于信道编码和分布式空时分组码级联下的两用户协作分集方案,并且在准静态的瑞利衰落信道下对此方案的系统容量,中断概率以及误比特率进行了理论推导和系统仿真,分别给出了解析表达式和数值结果。通过将信道编码和空时码引入到协作分集中,系统容量得到显著改善,同时中断概率也明显降低。在协作用户间信道存在噪声的情况下,对卷积码与分布式空时分组码级联下的发射方案进行了性能分析和仿真。仿真结果表明：即使协作用户间的信道存在噪声,该文所提方案在各方面都优于传统协作分集,系统容量明显增大,中断概率及误比特率大大降低。     

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。     

一种新型多协作中继选择协议研究

机会中继选择协议是一种基于即时信道状态的单协作中继选择方法。文章将机会中继的思想推广到多中继选择场景,提出一种新的中继选择协议。协议通过采用目的节点确认协作中继及加入延时等机制,有效地降低了中继选择的冲突概率,并能控制中继选择的数目,保证中继选择的公平性。协议还修正了原协议中继定时器参数选择问题。仿真表明该协议能够极大地提升系统误码率性能。     

基于协作通信的最佳中继选择方案

协作通信中的机会中继是一种基于即时信道状态选择的中继选择算法,可以获得与传统协作分集技术相同的分集增益,而不需要使用复杂的空时编码技术。但是多个节点同时竞争最佳中继时,可能出现冲突而导致选择失败。提出一种新的方案,通过引入候选节点限制策略以及控制信道对算法进行改进,仿真表明,该算法特别适用于候选中继较多的情况,可以在实现快速选择节点的同时降低选择失败概率。     

Opportunistic Multi-Access: Multiuser Diversity, Relay-Aided Opportunistic Scheduling, and Traffic-Aided Smooth Admission Control

We study multi-access control in opportunistic communication systems, and propose two new schemes to address channel asymmetry and throughput-guaranteed admission control, respectively. We first devise a relay-aided opportunistic scheduling (RAOS) scheme, in which a user can choose to communicate with the base station either directly or using multiple hops (relay transmissions). We develop relay/direct link construction algorithms using either a channel-capacity-based criterion or a throughput-based criterion, and devise opportunistic scheduling schemes accordingly. Our results show that in the presence of channel asymmetry across users, the RAOS scheme performs significantly better than Qualcomm's HDR scheme. Next, we propose a traffic-aided smooth admission control (SAC) scheme that aims to guarantee throughput provisioning. Simply put, in the SAC scheme, the admission decision is spread over a trial period, by increasing gradually the amount of the time resource allocated to incoming users. Specifically, using the modified weighted proportional fair (WPF) scheduling, we devise a QoS driven weight adaptation algorithm, and the weights assigned to new users are increased in a guarded manner. Then an admission decision is made based on the measured throughput within a time-out window. A key feature is that we exploit explicitly the traffic information and throughput requirements in devising the back-off time. Our results show that the proposed SAC scheme works well in opportunistic communication systems.     

Performance analysis of opportunistic nonregenerative relaying

Opportunistic relaying in cooperative communication depends on careful relay selection. However, the traditional centralized method used for opportunistic amplify‐and‐forward protocols requires precise measurements of channel state information at the destination. In this paper, we adopt the max–min criterion as a relay selection framework for opportunistic amplify‐and‐forward cooperative communications, which was exhaustively used for the decode‐and‐forward protocol, and offer an accurate performance analysis based on exact statistics of the local signal‐to‐noise ratios of the best relay. Furthermore, we evaluate the asymptotical performance and deduce the diversity order of our proposed scheme. Finally, we validate our analysis by showing that performance simulation results coincide with our analytical results over Rayleigh fading channels, and we compare the max–min relay selection with their centralized channel state information‐based and partial relay selection counterparts. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于最小路由数的多节点合作MRC系统的性能分析

提出了适用于多跳无线网络的基于最小路由数的多节点合作MRC ( Maximum Ratio Combining)系统.在Nakagami衰落下研究了MRC合作方案和所提方案再生系统互信息的中断性能,运用矩生函数的方法推导了中断率的闭式解.仿真和理论分析表明MRC合作方案实现了全路由分集增益,其分集度为所有路由可能分集和的最小值,而所提合作系统实现了系统性能与目的节点的处理能力的良好折中,对降低目的节点接收机的信号处理功耗和复杂度很有好处.     

基于机会中继和最大比合并下的协作通信系统

分析了机会中继和最大比合并下的协作通信系统性能.首次给出了Nakagami衰落信道下的符号错误率和中断概率的精确闭式结果.通过对中断概率的近似结果分析发现对于任意一条源节点-中继-目的节点链路,分集增益均由源节点-中继链路和中继-目的节点链路中的深衰落链路决定.     

一种关注消息时效性的机会社会网络中节点传播能力分析模型

当前评估节点传播能力的工作大多针对静态网络.本文采用演化图模型对机会社会网络进行刻画,通过将传统通路(walk)的概念和静态图中的Katz中心性度量扩展到动态网络中,提出了一种基于历史相遇记录评估节点消息分发能力的方法.进一步,针对消息的时效性特性,本文提出了消息随时间推移效用递减的节点传播能力分析模型,该模型考虑了消息所有可能经历的空间和时间通路,并沿时间方向向下加权以描述消息时效性递减效应,可用于有效计算和预测节点的消息转发能力.本文的结论通过真实数据得到了验证.     

编码协作分集研究与展望

用户协作方案是协作分集研究的一个重要方面。在慢衰落和快衰落信道条件下,均能带来传输性能改善的编码协作分集方案,是目前协作分集方案中备受关注的一种。尤其在将空时编码的思想引入该方案后,更带来了编码协作分集在快衰落信道条件下的良好性能。用户要想从协作中受益,协作伙伴/中继节点的选取是编码协作分集中一个重点。     

无线网络中机会协作传输及其性能研究

研究无线网络中如何利用信道的实时信息(信道幅度)进行机会协作传输及其性能.首先讨论机会协作传输策略;接着从理论上分析不同衰落下机会协作传输的可能性,并给出闭式表达式;然后,分析机会协作传输的功率分配方案以最优化系统性能;最后通过仿真验证性能.仿真结果表明:1)机会协作传输能明显提高性能,而节点间最优功率分配方案则能进一步提高协作传输性能;2)即使协作节点到目的节点的信道统计特性次于源节点到目的节点的信道统计特性,机会协作传输仍能带来明显的性能增益.     

协同分集技术及其在无线通信中的应用

协同分集是无线网络中的一种新型的分集技术,它能够提高吞吐量、减小发送功率和对抗衰落。由于它具有分布式特点,可以使网络变得相当简单,并可以使单天线系统具有多天线的优点,因此受到广泛关注。文章介绍了不同的协同分集的实现方法,对其在无线通信中使用的可能性进行了分析,指出目前存在的问题和面临的技术挑战。     

Cooperative multiple relay system for frequency selective environment: outage analysis and power allocation

In this paper, we propose a novel cooperative relaying scheme with multiple relays for frequency selective wireless environment. In our proposed scheme, the frequency selective wireless channel is divided into flat fading sub‐channels. Cooperative relaying is then employed over each sub‐channel to improve the system diversity order. We then investigate the asymptotic behavior of the outage probability and show that the proposed scheme achieves full diversity order in both amplify and forward (AF) and adaptive decode and forward (ADF) relaying scenarios. Furthermore, we propose a power allocation strategy to minimize the system outage probability. Simulation results confirm our analysis and show that the proposed power allocation method outperforms uniform power allocation. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.