多跳合作网络中非再生协议的性能分析与比较

根据不同的多跳合作网络结构,研究了单节点中继时的5种合作发送协议. 在瑞利衰落环境下,从系统容量和分集的观点分析和比较了这些协议非再生时的性能,并考虑了中继节点移动时对性能的影响. 理论和仿真分析表明,合作系统在一定条件下可实现2阶全分集,如VMISO(virtual multiple input single output)系统仅在中继节点靠近源节点时为2阶分集,而靠近目的节点时却退化为1阶分集. 因合作系统需2倍的时隙资源,其容量要低于单跳传输的情况.     

瑞利衰落信道下多跳合作分集系统的性能分析

基于多跳中继的概念,研究了2种由多个用户组成的合作分集系统模型,即多跳和多路由合作分集系统。在瑞利衰落信道下,分别导出了这2种模型解码中继和放大中继的平均误码率和中断率。数值分析和仿真表明,多跳分集系统的性能随跳数的增加而下降,而多路由分集系统的性能随路由数的增多有较大改善;再生中继的性能在低信噪比时优于非再生中继,在高信噪比时两者的性能相似。     

多跳合作网络中再生协议的性能分析与比较

根据多跳合作网络结构的不同,研究了单节点中继时的5种合作发送协议.在瑞利衰落下分析和比较了这些协议再生中继时的系统容量和分集度,并讨论了中继节点动态移动的影响.理论和仿真分析表明合作系统在一定条件下可实现2阶全分集(合作节点的个数),这些条件包括网络结构、发送协议、中继节点位置和中继信息的处理方式等,但其再生中继的容量受制于第一跳链路的质量,并且需要2倍于单跳传输的时隙资源.     

Weibull衰落信道下多跳通信系统的性能分析

分析了在独立不同分布Weibull衰落信道下配有非再生中继的多跳无线通信系统性能. 基于调和几何平均不等式,得到了更易于数学处理的端到端信噪比上界. 通过计算上界的矩母函数、概率密度函数和矩等闭式表达式,得到了多跳通信系统的平均端到端信噪比、信道容量和平均误比特率等重要性能界. 数值仿真结果表明该界是紧的.     

采用TAS/MRC技术的MIMO中继系统中断概率分析

为了更加符合中继信道的实际情况,采用Nakagami分布建模无线信道,推导了非再生中继方式下多输入多输出(MIMO)中继系统中断概率的闭合表达式.通过仿真分析了信道衰落参数和天线配置对系统中断性能的影响.仿真结果表明,在非再生MIMO中继系统中,第1跳链路的信道质量对系统的中断性能起主要影响.     

无线再生中继网络的功率优化分配

针对中继传输中系统性能与发送端和中继器发射功率均有关的问题,提出了一种在总功率一定的条件下,以误码率最小为准则,优化分配发送端和中继器发射功率的方法.对于两跳中继（无分集）和合作分集两种再生中继网络,以大信噪比时的误码率上界表达式为目标函数,通过Lagrange乘数法求得发送端和中继器功率优化分配的数值解.仿真结果表明,与发送端和中继器均匀分配功率相比,经功率优化分配后的中继网络,在误码率下降的同时,中断概率和信道容量的性能也得到提升.     

采用TAS/MRC技术的MIMO中继系统中断概率分析

基于Nakagami衰落信道推导了非再生中继方式下采用发射天线选择/接收最大比合并（TAS/MRC）技术的MIMO中继系统中断概率的闭合表达式。通过仿真分析了信道衰落参数和天线配置对系统中断性能的影响。仿真结果表明,在非再生MIMO中继系统中,第一跳链路的信道质量对系统的中断性能起主要影响作用。     

采用喷泉码和自适应调制的多中继传输机制

提出一种采用喷泉码和自适应调制的多中继传输方案,并给出相应的多中继选择算法.首先对结合喷泉码的几种调制方案的吞吐量进行分析,给出不同信噪比情况下的最佳调制方案,并分析衰落信道下自适应调制的性能;然后将喷泉码和自适应调制技术应用于多中继传输方案中,给出一种中继选择算法,并详细分析该方案的传输时间和能量消耗性能;最后对该传输方案进行仿真,并与其他传输方案的性能进行比较.仿真结果表明,该传输方案可明显改善系统的数据吞吐量,缩短系统的传输时间.     

重叠共享方式下多跳协作分集感知系统性能

为了得到感知网络传输性能的理论关系式,针对重叠共享(US)方式下的多跳解码转发(DF)协作分集感知网络进行了性能分析,推导出在高信噪比条件下感知网络的中断概率近似表达式及其分集度.理论分析与仿真结果表明,在高信噪比条件下,虽然多跳DF协作分集感知系统不能获得空间分集增益,但随着跳数的增加,感知系统中断性能有所改善.     

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。