自适应调制和HARQ跨层设计的中继协作系统能耗

为了提高协作中继系统能量效率,提出了一种节能的跨层设计方法.在Nakagami-m衰落信道中,通过物理层自适应调制和链路层混合自动重传请求(HARQ)协议跨层设计,首先建立HARQ状态转移图,推导协作中继系统平均总能耗和中断概率表达式,然后提出最小化系统平均总能耗的跨层优化模型,并给出该跨层优化模型的穷尽搜索算法,最后对比分析了非协作HARQ和协作HARQ协议下的中继系统能耗特性.仿真结果表明,协作HARQ比非协作HARQ更节能,且通过自适应调节星座尺寸b的大小,最多可节省80%的能量.     

联合网络编码与HARQ的中继传输协议及跨层优化设计

为了进一步提高中继系统的可靠性和频谱效率,提出了联合固定网络编码与混合自动重传请求(DNC-HARQ)和联合随机网络编码与混合自动重传请求(ONC-HARQ)2种传输协议,分析了这两种传输协议的系统中断概率和频谱效率.以最大化系统频谱效率为优化目标进行跨层优化设计,并利用迭代算法求解.仿真结果表明,DNC-HARQ和ONC-HARQ传输协议比只采用网络编码的传输协议具有更高的系统可靠性,比仅采用HARQ的传输协议具有更高的频谱效率;所提出的基于最大化频谱效率的跨层优化算法能有效地最大化系统频谱效率.     

基于QoS和距离感知的自适应协作差错控制机制

提出一种基于跨层交互的自适应协作差错控制策略,包括距离感知的中继选择和支持区分服务的服务质量(QoS)保障机制. 链路层采用混合自动重传请求(HARQ),物理层采用自动重传请求(ARQ),根据数据包传输特性建立马尔可夫链模型,感知性能进行中继选择;根据应用业务的多样性QoS需求,确定最佳差错控制方案. 仿真实验和数学分析结果表明,所提策略与传统ARQ和HARQ、协作ARQ和HARQ相比,在确保无线传感器网络传输高可靠性的同时缩短了时延并获得了较高吞吐率和能量效率.     

Nakagami-m信道中基于矩生成函数的HARQ性能分析

针对多支路两跳协作中继系统,提出了一种基于Nakagami-m衰落信道的M-QAM和HARQ联合优化方案。该方案利用矩生成函数,计算了协作与非协作下各个节点对应的SNR的概率密度分布函数,推导了M-QAM和HARQ联合时系统误符号率的闭合表达式,进一步通过中继的状态转移概率,分析推导出协作HARQ下系统吞吐量的闭合表达式。理论分析和仿真验证得出,随着调制阶数M的减小,系统误符号率减小;协作HARQ比非协作明显降低了系统误符号率,提高了系统吞吐量;随着参与协作的中继个数的增加,系统吞吐量增大,系统误符号率减小。     

基于译码前传的跨层中继选择策略研究

协作中继提高了无线网络系统的可靠性。基于译码前传模式,结合跨层协作思想,提出了一种基于MAC层和物理层的跨层中继选择实现方案。方案首先解决了中继协作时机问题;以最小中断概率为目标,给出了如何选择中继节点以及分配发射功率的方法;最后给出了跨层协作中继选择实现框图及具体步骤。以跨层设计为基础,中继进行选择时可以依据最新的信道状态信息,使选择更加有效;拥有具体的发射功率分配方案,能够更有效地利用发射功率。仿真结果表明,所提方案能够获得更好的中断概率性能。     

Nakagami-m信道中基于矩生成函数的HARQ性能分析

针对多支路两跳协作中继系统,提出了一种基于Nakagami-m衰落信道的M-QAM和HARQ联合优化方案。该方案利用矩生成函数,计算了协作与非协作下各个节点对应的SNR的概率密度分布函数,推导了M-QAM和HARQ联合时系统误符号率的闭合表达式,进一步通过中继的状态转移概率,分析推导出协作HARQ下系统吞吐量的闭合表达式。理论分析和仿真验证得出:随着调制阶数M的减小,系统误符号率减小;协作HARQ比非协作明显降低了系统误符号率,提高了系统吞吐量;随着参与协作的中继个数的增加,系统吞吐量增大,系统误符号率减小。     

时延反馈下的自适应STBC-Beamforming跨层设计

为提高无线通信网络的频谱效率,提出了一种自适应STBC-Beamforming跨层设计方案. 该方案利用自适应编码调制技术和混合自动重传技术交互协作,使发射端可以根据反馈的延时信息自适应调节调制模式,选择发射权以及自动重传数据.推导了系统在时延反馈条件下的频谱效率和中断概率的闭合表达式,分析了时延反馈对于系统性能的影响.仿真结果表明,对比单发/单收跨层系统和Alamouti’s跨层系统,自适应STBC-Beamforming跨层系统的性能有明显提高.     

HARQ系统中的功率与速率联合优化方法

研究了混合自动重传(HARQ)发送模式中子包最大重传次数、单次传输功率、子包长度、调制比特数、编码速率等参数与系统频谱效率之间的关系.基于IEEE 802.16e协议,以提高无线传输频谱效率为优化目标,提出HARQ系统接收端带信道参数的反馈模式,给出该模式区别于定参数传输模式功率分配和误包率的约束条件.在加性白色高斯噪声信道下建立模型,分析各参数对总体频谱效率的影响以及各参数相应的优化方法,提出一种次优可实现的迭代算法来自适应控制参数.仿真结果表明,该次优算法可以获得比固定参数的传统算法高的系统性能,使系统频谱效率随信道状况的变好而动态上升.在接收端准确测知信道状况的情况下,以低的算法复杂度取得高的系统传输频谱效率.     

中继式协作频谱感知仿真平台设计

为了在认知用户与数据融合中心之间的单跳直接式通信受阻时,通过邻居节点提供的中继辅助进行多跳通信,以完成数据融合中的感知结果报告,基于分层分簇的协作网络建模思想,提出一种多跳中继式协作模型,并在此基础上,使用Matlab GUI中的GUIDE工具,设计出一种用于中继式协作频谱感知环境的仿真平台。系统性能测试表明,所设计的仿真平台可对常见协作频谱感知算法,在多跳中继式模式下进行有效地仿真和性能分析。     

自适应ARQ系统中基于跨层设计的优化方法

针对IEEE 802.16e系统中的混合自动重传请求（HARQ）协议,将数据链路层的子包传输机制与物理层的自适应调制编码技术（AMC）有效地结合,提出一种基于跨层设计的自适应参数优化选择方法,该方法以最大化系统吞吐量为目的,研究了HARQ子包数目和调制编码方式的联合最优解.同时,还给出了考虑链路层HARQ协议的AMC切换门限准则.仿真结果表明,该参数优化方案能够更好地匹配信道的时变特性,在增加少量复杂度为代价的前提下,实现了系统吞吐量的进一步提高.     

Cross-layer design of combining AMC with HARQ in cooperative relay system with perfect and imperfect CSI

A cross-layer design which combines adaptive modulation and coding (AMC) at the physical layer with a hybrid automatic repeat request (HARQ) protocol at the data link layer (LL) is presented, in cooperative relay system over Nakagami-m fading channels with perfect and imperfect channel state information (CSI). In order to maximize spectral efficiency (SE) under delay and packet error rate (PER) performance constraints, a state transition model and an optimization framework with perfect CSI are presented. Then the framework is extended to cooperative relay system with imperfect CSI. The numerical results show that the scheme can achieve maximum SE while satisfying transmitting delay requirements. Compared with the imperfect CSI, the average PER with perfect CSI is much lower and the spectral efficiency is much higher.     

Cross-layer optimization and design based on QoS guarantees in the relay system

In order to improve the throughput and guarantee the quality-of-service (QoS) for a relay system, a cross-layer design scheme which combines adaptive modulation and coding (AMC) at the physical layer with cooperative hybrid automatic repeat request (CHARQ) at the link layer is proposed over the Nakagami-m fading channel. Firstly, the system packet loss rate (PLR) is described and analyzed through the state transition diagram. Then, the queuing delay is derived using the queuing theory. Moreover, a cross-layer model for maximizing system throughput is presented under the constraints of PLR, queuing delay and transmission delay. Numerical results show that the cross-layer design scheme combining CHARQ with AMC can achieve the optimal throughput, the smallest PLR and the shortest queuing delay and transmission delay.     

一种基于ARQ的最优中继动态选择协作方法

在以多轮重传增加时延为代价提高可靠性的自动重传请求（ARQ）协作网络中,对中继节点无信号合并接收能力时的跨层协作策略进行了研究,提出了一种在ARQ重传过程中系统解码集和最优中继选择动态改变的选择协作方法。在Rayleigh衰落信道环境中,该方法能够在不增加中继节点接收机复杂度的情况下取得最优分集-复用-时延（D-M-D）权衡。仿真结果表明,该方法的系统中断概率性能与中继节点具备信号合并接收能力方案的中断概率性能接近,能够在接收机复杂度和系统性能之间取得较好的权衡。     

Opportunistic best-relay node selection for cooperative transmission improvement over underlay cognitive radio networks

In cognitive radio (CR) relay networks,most previous work concentrates on maximizing physical layer quality of service (QoS),e.g.,spectral efficiency and achievable data rate,as relay selection criteri...     

两种中继协同HARQ协议

提出了两种中继协同Rayleigh衰落信道下混合重传技术（HARQ）协议——中继控制HARQ协议和目的端控制HARQ协议,是否HARQ由中断概率决定。慢衰落下理论分析和仿真结果表明,中继控制HARQ协议中,中继平均接收信噪比（SNR）越小, HARQ带来的增益越大。目的端控制HARQ协议中,源和中继的上行链路质量越差,目的端平均接收信噪比越小,HARQ带来的增益越大。
关 键 词: 中图分类号: 文献标识码: A


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