协作通信中的解码转发中继策略优化

在单中继协作通信系统模型下,研究了直接传输、固定解码转发（ DF）中继、选择DF中继和增量中继协议。为了提高协作通信系统的频谱效率和中断性能,通过比较源-目的端和中继-目的端的瞬时信道增益来判定是否需要采用协同通信模式,提出一种改进的解码转发方式（ IDF）。通过将选择DF中继和增量中继的优点结合,提出了一种增量选择中继（ ISR）策略,并给出了2种改进协议任意信噪比的中断概率表达式。仿真结果表明,与传统的单中继解码转发协议相比, IDF和ISR均具有更低的中断概率, ISR具有最低的中断概率。     

无线协作网络中的最优中继选择方案及中断概率分析

从物理层安全的角度出发,在含有协作中继的通信网络中,通过选择最优中继来传递信息可有效提升系统性能。讨论了在含有多个单天线窃听用户的多中继通信系统中对最优中继的选择方案,并对系统采用放大转发（amplify-and-forward,AF）协议和解码转发（decode-and-forward,DF）协议这两种不同的情况分别进行了讨论和比较,同时还对比了不含中继的直接传输情况。理论分析和仿真结果表明,最优中继选择方案可有效保障系统的安全性能。     

双向中继信道中物理层网络编码的性能分析

针对双向中继信道,文章研究采用放大转发协议的物理层网络编码的性能.在考虑直传链路下,给出了3时隙网络编码的可达速率.在高信噪比条件下,推导了 3时隙物理层网络编码方案和2时隙物理层网络编码方案的中断概率近似表达式.通过仿真,验证了理论分析结果.同时,对3时隙物理层网络编码方案中继节点的功率分配因子进行了优化,在中继节点处于不同位置下分节点等功率和不同功率对不同方案进行了最大和速率的仿真,结果表明3时隙物理层网络编码可以利用网络的非对称性提高性能.     

放大转发认知中继协作系统中继增益分配方案和性能分析

由于在传统的放大转发认知中继协作方案中,中继增益因子的分配只考虑了部分主、从系统参数,使得系统的能量效率较低、系统资源未被充分利用。为此,基于主系统传输速率约束和从系统终端接收信号平均误符号率最小准则,文章提出了一个新颖的中继增益最优化分配方案,获得了中继增益最优化精确解以及相应的上、下限封闭解析解;并基于获得的最优化中继增益,分析了系统的平均误符号率。结果表明,文章所获得的中继增益因子分配方案由于不仅考虑了从信源功率和从信源-中继链路增益,而且还综合考虑了中继-从信宿链路和主系统参数,可以实现系统资源的最优化配置,系统性能得到改善。      

不对称放大转发双向中继功率分配及中继位置选择

该文研究基于放大转发中继的不对称双向中继系统容量问题。首先,在瑞利衰落信道环境下,从双向通信的角度,通过理论分析得出其中断概率精确表达式和渐进表达式。理论分析发现节点发射功率和源节点目标速率共同决定系统中断概率,并且在大多数业务下系统中断性能仅取决于单向链路,而与另一链路无关。基于此,以优化系统中断性能为目标,提出一种基于业务知识的节点功率分配算法和中继位置选择算法。数值仿真实验结果表明,通过功率分配和中继位置选择可以显著提高不对称放大转发双向中继系统的中断性能。     

基于全双工的中继选择协作通信网络性能分析

文章针对全双工的解码转发机会中继选择协作通信网络的性能展开分析研究。分别在假设服从独立同分布的Nakagami-m和Rayleigh衰落链路下,推导出所提方案的中断概率闭式表达式,并通过仿真证实了其有效性。仿真分析表明,中断概率受一些关键参数影响,如残存自干扰强度,中继节点个数和链路平均信噪比,此外,还受衰落深度参数影响。     

分布式双向中继选择算法及用户功率分配

针对放大转发的瑞利双向中继信道的节点选择问题,提出了基于部分信道信息的分布式双向中继选择算法。算法通过计算双向链路的接收信噪比,推导出满足目标接收信噪比的转发阈值,各中继节点根据该阈值决定是否参与转发,从而实现分布式选择。此外,考虑用户总功率受限的情况,在分布式中继选择基础上提出了优化功率分配策略,使双向信道的接收信噪比更加接近。仿真结果表明,分布式中继选择算法与最优多中继算法的系统传输速率相似,计算复杂度大大降低,尤其是在中继数目增大的情况下更加明显。优化功率分配策略能进一步提高系统能量效率,在相同性能下可节省7%左右的功率。     

非理想干扰删除下全双工中继NOMA系统的物理层安全性能研究

全双工协作中继转发信号时存在的自干扰现象会降低系统性能.本文考虑存在窃听者的下行非理想自干扰全双工协作中继非正交多址接入（NFCR-E-NOMA,Non-ideal Full Duplex Cooperative Relay in Non-Orthogonal Multiple Access system with Eavesdropper）系统,分别从系统中断概率和系统截获概率的角度分析了全双工协作中继的自干扰因素对于NFCR-E-NOMA系统安全中断性能的影响;推导了系统中断概率和截获概率的闭合表达式.仿真结果表明,全双工中继转发的自干扰因素对系统性能的影响较大,在NFCR-E-NOMA系统中,存在优化的中继转发功率,且在不同的基站发射功率和中继转发功率条件下,功率分配比对系统性能的影响也不同,在实际主链路信道条件允许的情况下,可通过设置较高的数据传输速率来抑制窃听者的截获概率.     

认知中继网络中的信道分配方法研究

认知中继网络中,对信道进行分配可以有效地提高端到端吞吐量。对三节点认知中继网络下的信道分配进行了研究。中继节点采用解码转发协议时,提出了一种次优的分配方法,将信道按信道增益排序,然后逐个地分配中继信道。中继节点采用放大转发协议时,给出了最优的信道分配方法,提出了一种次优的信道分配方法。次优方法逐个地比较中继信道采用传统协作方式传输时的端到端吞吐量、分配为双跳信道S-R和R-D链路时的端到端吞吐量完成分配。和最优方法相比,两种次优方法以较小的性能损失换取了计算复杂度的降低。给出了数值仿真,比较了两种传输方式下的端到端吞吐量性能,验证了以上方法的有效性。通过对比仿真时间,比较了最优方法和次优方法的计算复杂度。给定信道总数,对次优方法下信道分配后的比例进行了仿真,发现待分配中继信道以1/3的比例分配为直传信道;而在放大转发下,待分配中继信道几乎不被分配为双跳信道。      

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.