基于分布式中继选择的自适应协作传输方案

协作分集通过使网络用户共享彼此天线以形成虚拟多天线阵列,可以显著提高网络容量,然而针对网络拓扑的动态变化与无线传输的时变特性,仅靠协作分集并不能十分有效地解决这些问题,必须结合考虑相应的自适应传输策略.本文提出动态网络环境中协作中继的最佳选择准则,在此基础上给出最佳协作中继的分布式选择协议.根据协作中继与源节点间的无线信道质量,进一步提出一种自适应协作传输方案,以有效抵抗多用户网络环境中的无线衰落.此外,对自适应协作传输方案的误码性能,在瑞利衰落信道下进行相应的理论分析,得到了系统误比特率的解析表达式,据此给出数值仿真实验以进行性能比较.结果表明:相对于传统协作分集而言,本文提出的自适应协作传输方案获得了进一步的性能增益,误比特率显著下降.     

Single Relay Selection for Bidirectional Cooperative Networks with Physical‐Layer Network Coding

To serve the growing demand of the bidirectional information exchange, we propose a single relay selection (RS) scheme for physical‐layer network coding (PNC) in a bidirectional cooperative network consisting of two sources and multiple relays. This RS scheme selects a single best relay by maximizing the bottleneck of the capacity region of both information flows in the bidirectional network. We show that the proposed RS rule minimizes the outage probability and that it can be used as a performance benchmark for any RS rules with PNC. We derive a closed‐form exact expression of the outage probability for the proposed RS rule and show that it achieves full diversity gain. Finally, numerical results demonstrate the validity of our analysis.     

认知中继网络的多中继选择方法

将中继协作技术用于认知无线电网络可有效对抗信道衰落,提高频谱利用率,然而如何选择中继协助源节点传输信息是一个亟待解决的问题。该文根据多中继协作时目的节点信噪比的一阶偏导数特征,定义了中继协作效率,设计了基于协作效率的迭代中继选择方案。考虑到认知中继网络的非集中式结构,该文将虚拟计时器引入中继节点,提出了基于迭代中继选择方案的分布式算法,通过各中继基于协作效率的虚拟倒计时及信息交互实现了分布式迭代中继选择。复杂度分析和数值仿真结果表明,该算法复杂度较低,且性能接近最优解。     

中继蜂窝网络下行协作网络编码中继方法

In this paper, we first overview some traditional relaying technologies, and then pre-sent a Network Coding-Aware Cooperative Relaying (NC2R) scheme to improve the performance of downlink transmission for relay- aided cellular networks. Moreover, sys-tematic performance analysis and extensive simulations are performed for the proposed NC2R and traditional relaying and non-relaying schemes. The results show that NC2R outperforms conventional relaying and non-relaying schemes in terms of blocking probability and spectral efficiency, especially for cell-edge users. Additionally, the location selections for relays with NC2R are also dis-cussed. These results will provide some insights for incorporating network coding into next-generation broadband cellular relay mo-bile systems.     

对协作系统自适应角色选择策略的思考

在传统协作系统基础上提出了一种新颖的自适应协作方式——机会角色选择协作.为进一步说明该策略,构建了一种最基本的两用户机会协作框架,其中两个用户相互竞争将各自信息发送给同一目的端.根据瞬时信道条件,两用户均可以机会地充当信息源角色,而另一用户将作为放大转发中继来为信源服务.同时,在此基础上提出并简要描述了一种最优的中心化角色选择策略(C-ROSE).该策略能够最大化目的端接收信噪比(SNR),进而提高系统传输性能.研究表明,通过这种动态、灵活、高效的节点角色分配方式,协作系统的传输可靠性可得到进一步增强,从而为构建稳固、高效、互惠的协作传输体系开辟了新道路.     

协同认知无线网络中自适应中继节点选择算法

最优停止规则算法的优点是避免主用户考察所有次用户,使主用户能在较短观测时间内挑选出满足通信服务质量的中继节点。但存在些许不足之处,如仅考虑了单次协同通信情况,没有充分利用历史中继节点选择信息。为了克服上述缺点,需要优化该算法的性能,通过引入反馈机制,提出了自适应中继节点选择算法,在每次中继节点选择结束后更新信息库中次用户中继概率,主用户从中继概率高的次用户开始观测。研究结果表明:自适应中继节点选择算法的效率要比最优停止规则算法高;该算法可进一步减少观测次数,降低系统的传输时延和观测能耗,提高主用户的平均吞吐率。     

不可信无线中继网络中基于用户选择的安全通信研究

该文研究在不可信解码转发无线中继网络中,基于用户选择的安全通信策略与性能分析.根据直接链路与中继链路的信道增益,本文提出三种不同的选择准则以提升系统的安全性;文章推导了三种选择准则下安全截断概率的闭式解析表达式及渐近表达式.根据渐近表达式和数值仿真结果可知,次优准则可以达到与最优准则几乎相同的系统安全性能.同时部分选择准则也能达到全分集增益性能.     

协作通信网络中的中继节点选择技术

协作通信作为一种新型的通信模式越来越受到人们的关注,而中继节点选择技术是其关键技术之一,决定了协作能否带来性能增益。文章基于协同节点选择技术的性能评价标准给出了相应的分类方法,对近年来典型的协同节点选择算法并进行分析和比较,得出结论：只有根据系统需求合理地选择、配置中继节点才能更好地优化协同通信的性能。     

认知合作中继网络中的最优中继选择策略

认知合作中继通信可以有效提升无线通信网络的性能和频谱效率。在中继节点较多的情况下,最优中继选择是一个有待解决的问题,它是中继探测成本与合作通信的分集增益之间的一个折中。基于有限情形的最优停时理论给出了最优中继选择策略,进一步得到一个纯SNR（signal-to-noise ratio,信噪比）阈值结构的策略。数字仿真结果验证了其有效性,在待探测中继较多和每个中继探测成本较高情况下,该最优中继选择策略以最少的探测次数获得最大的收益增益。     

Relay Selection Strategy in the Secure Cooperative Communications System

With the low cost and low hardware complex considerations, cooperative systems are a tendency in the future communications. This work considers the secure cooperative communications systems. For a practical situation in the system, the scenario includes multiple source stations, multiple relay stations, multiple destination stations, and eavesdroppers. To analyze the optimal relay selection in the system, we begin with the performance analysis for a single source station and a single destination station. By applying two cooperative models, the amplify-and-forward (AF) mode and decode-and-forward (DF) mode, the secrecy capacity is derived. Then, we apply the derived results to the considered environment to find the optimal relay assignment. By the way, the relay selection can be obtained by the exhaustive search algorithm. However, there are a lot of steps needed if the number of source stations is large. Hence, applying the characters of the cooperative modes in the relay selection, the pre-selection step is proposed with a mathematical derivation. It could be used for the practical situation without a long-time calculation.     

估计误差下DF协作系统性能分析

信道估计误差是引起无线通信系统性能衰弱的重要因素之一。分析了瑞利信道条件下估计误差对译码前传协作系统性能的影响。推导并给出了估计误差条件下正交幅度调制信号译码前传协作系统码元错误概率的解析表达式和上界表达式,并分析了不同信道的方差对协作系统性能的影响。仿真结果显示,存在估计误差时,码元错误概率性能并未随着信噪比的增大而提高。同时发现,中继-目的链路的较大方差较源-中继链路显著改善码元错误概率性能。     

一种基于分层博弈方法的用户协作中继网络上行传输机制研究

Cooperation allows wireless network users to benefi t from various gains such as an increase in the achieved rate or an improvement in the bit error rate. In the paper, we propose a distributed Hierarchical Game (HG) theoretic frame-work over multi-user cooperative communication networks to stimulate cooperation and improve the network performance. First, we study a two-user decision making game in the OFDMA based subscriber cooperative relaying network, in which subscribers transmit their own data in the f...     

一种分布式喷泉码在协作通信中的应用

为了减少基于数字喷泉码的协作传输系统中的计算复杂度和传输延迟,提出了一种基于分布式喷泉码的协作通信传输方案,给出了两层数字喷泉编码的度分布函数的设计过程;以各链路的丢包率为参量分析了系统传输时延,并与其他数字喷泉码传输方案进行了比较.理论分析和仿真结果表明,在各链路丢包率较大时采用这种分布式喷泉码的协作传输机制能在传输时延上显著改善系统性能,而且各链路删除概率越大时优势越明显.     

基于译码——转发的多中继协作节点选择方法

由于协作通信技术能够抵抗信道衰落的影响,提供分集增益,成为目前研究热点之一。针对传统多中继译码转发协作通信中,所有潜在中继均参与协作从而导致系统的低资源利用率问题,提出了一种基于信道容量增益的中继节点选择策略。仿真结果表明,该策略只需选择一半的中继节点数就能获得和最优中继选择方法非常相近的系统性能,同时降低了系统的功率损耗和实现复杂度。     

基于协作通信系统的中继选择方案的研究

本文研究基于两跳的协作通信系统中的中继选择问题.为了降低中断概率,传统中继选择方案往往需要引入更多的中继节点参与协作传输,导致系统平均吞吐量下降.为解决上述问题,本文提出了一种新的自适应中继选择方案(ARSS),此方案可以结合两跳的链路信道状况,自适应地选择中继节点及其转发协议.仿真结果表明,与其他中继选择方案相比,本...     

基于自学习选路算法的多路径并行传输

本文针对多路径并行传输提出了一种基于自学习思想的路径选择算法.这种自学习机制首先根据具体服务提出的需求,如吞吐量、延时、丢包等,综合定义一个用于计算服务体验的目标函数,再将路径选择算法中的一些参数设定为可学参数.在传输过程中,系统通过分析不同可学习参数与目标函数值之间的对应变化关系,逐渐进行自我学习,得到最佳的可学参数配置,从而获得最优化的服务体验.实验测试结果表明了自学习选路算法的可行性、收敛性和稳定性,并且证明了该算法能够根据网络状态的实时变化,通过自学习机制自行调整路径分配并得到最佳的目标函数值.     

协作OFDM系统中的子载波选择算法

研究了协作正交频分复用系统的中继方案,提出了OFDM协作分集系统中的子载波选择算法,根据子信道信息,在容量准则下,选择可以提高系统容量的子载波,以放大前传的方式转发源节点信息。仿真结果表明,在中继节点功率与源节点功率较低或中继节点靠近源或目的节点时,所有子载波都采用中继传输可降低系统容量;子载波选择算法可以改善系统容量,并且选择合适的中继节点发射功率和中继位置,可以显著提高系统容量,当中继节点位于源与目的节点中点时,系统容量最大。     

时延受限传感器网络移动Sink路径选择方法研究

已有研究表明sink移动方案能有效提升无线传感器网络的能耗效率,但sink点移动速度的限制通常会带来较大的数据收集时延,与某些实时性要求较高的应用产生矛盾.为解决该问题,本文以满足时延要求和最小化网络整体能耗为优化目标,提出了一种基于虚拟点优先级的移动sink路径优化选择方法.仿真试验结果表明,与基准算法相比,该方法在牺牲少量能耗的前提下能显著降低算法时间复杂度,具有良好的规模可扩展性.     

一种基于有限信息反馈的最佳中继选择协议研究

针对多用户的TDMA无线自组织协同通信网络,深入研究了基于有限信息反馈的最佳编码协作中继选择策略,在瑞利和莱斯信道条件下对该协议的中断概率和误码率性能进行了计算机仿真,并对协议做了进一步细化和优化。仿真和分析结果表明,该中继选择策略的中断概率和误比特率性能较传统策略有较大提升,且改进后的方案能明显减少协同交互信息开销。     

分布式协作通信网络中的MAC层协议

分布式协作网络通过节点间的相互合作来达到网络资源的共享,然而如何设计高效的媒体访问控制（MAC）层协议是分布式协作通信网络中的核心问题之一。文章基于MAC层协作的动机,探讨了分布式协作网络中MAC层协议设计所面临的问题和挑战,基于近年来涌现的典型协作MAC协议和协议性能的分析,得出结论：只有全面考虑分布式网络的特点和需求,合理地设计协议的各个环节,才能使协同通信技术在分布式网络中得到更好应用。