车联网CR-NOMA系统物理层安全性能分析

认知无线电—非正交多址接入（CR-NOMA）能够满足第5代移动通信系统的大规模连接,实现车联网的低时延、低功耗和广覆盖。针对协作CR-NOMA的车联网络,基于保密中断概率分析了主用户的物理层安全传输性能,并研究了次用户发射信噪比、次用户数量、保密速率以及功率分配系数对主用户保密中断概率的影响。仿真结果表明,在窃听者存在的情况下,通过增大次用户发射信噪比、选取次用户数量以及合适的目标速率能够降低主用户的保密中断概率,从而提升主用户系统的物理层安全性能。     

基于中继选择的认知系统中断性能研究

在保证授权用户服务质量(QoS)和认知用户最大功率受限前提下,推导出解码转发(DF)模式下认知中继系统中断概率的表达式及其上下界.考虑到不管直传链路性能如何,始终采用DF模式,在一定程度上将会降低系统性能,利用增强性DF(ADF)算法,推导出了此算法下的认知中继系统中断概率表达式.理论和仿真结果表明,当中继较少时,ADF模式下的中断概率要优于DF模式和直接发送模式的,随着中继数的增加,ADF模式与DF模式的中断性能越来越接近.     

多用户最佳中继NOMA系统性能研究

针对多用户多中继非正交多址（NOMA）接入系统,提出了基于全双工解码转发的多用户最佳中继NOMA系统.基于最大最小准则,提出了可使目的用户获得信息速率最大化的最佳中继选择方案;分析了目的用户中断概率,推导了其闭合表达式.仿真结果表明,若不考虑优化的用户排序,所提最佳中继选择方案的优势与用户个数和中继转发功率有关;若考虑优化的用户排序,采用所提最佳中继选择方案始终可以实现最佳的目的用户性能.     

基于功率成本的中继系统最优功率分配

为了降低移动通信网络的功率成本,依据不同的供电方式所确定的不同功率价格,提出了以功率成本为约束条件,以最小中断概率为优化目标的中继系统最优功率分配方法. 主要采用拉格朗日乘子法求解功率分配结果. 仿真结果表明,当各节点功率价格不同时,基于功率成本的最优功率分配与不考虑功率价格的最优功率分配相比,在中断概率相同的条件下,功率成本较小;当各节点的功率价格相差较大时,对比效果更加明显.     

DF协作系统中基于中断概率的功率分配算法

针对译码转发(DF)协作通信系统中源和中继采用平均功率分配,导致系统资源利用率较低的问题,提出了一种基于中断概率分析的功率分配算法.该算法以降低系统的中断概率为目标,根据用户上行信道和用户间信道的平均信噪比,推导出该模型的系统平均中断概率上下限表达式,并通过黄金分割法迭代出使系统平均中断概率降低的功率分配因子.仿真结果...     

下行NOMA系统中公平的功率分配方案

已有的非正交多址接入(NOMA)系统中最大化公平性的功率分配方案没有考虑到用户的最低速率需求。针对此问题,该文提出了NOMA系统中公平地提高用户速率的功率分配方案。首先根据信道条件以及每个用户的最低速率需求计算每个簇所需的最低功率,然后以每个簇所需的最低功率以及所有簇所需的最低总功率作为约束条件,建立满足所有用户最低速率需求的情况下公平地提高每个用户速率的功率分配优化问题,最后通过多次调整部分簇的功率得到既满足用户最低速率需求又公平地提高用户速率的功率分配方案。仿真结果显示,用户的最低速率需求不同时,所提方案中用户提高的速率和中断概率均优于相同场景中已有的功率分配方案。     

NOMA系统的被动中继选择策略

非正交多址接入技术能够实现更高的频谱利用率、更大的吞吐量和更低的传输延迟,因此被认为是5G网络中多址接入的重要技术之一.为提高非正交协作系统的中断性能,针对非正交多址接入系统的下行链路场景,设计了基于解码转发协议的分布式被动中继选择方案,推导了系统中两用户各自中断概率的闭式结果和高信噪比下的近似结果,最后通过仿真分析得...     

瑞利双向中继信道的功率分配及中继位置选择

针对瑞利双向中继信道,首先研究了满足总功率受限条件下使双向通信中断概率最小化的功率分配问题;然后推导出了最优功率分配的闭式解,指出最优功率分配方案总是将一半总功率分配给中继节点;最后研究了最佳中继节点位置选择问题,指出最佳中继节点位置位于2个用户之间连线的中点.结果表明,采用最优功率分配的双向中继传输相对于2个用户之间的直接传输,可以获得更低的中断概率.     

非对称双向中继信道中断概率分析与功率分配策略

为改善非对称瑞利衰落信道下双向放大转发中继系统的中断性能,提出一种新的最小化中断概率的功率分配方案.引入非对称因子,通过理论分析给出传统三节点网络结构中4种非对称双向中继信道下系统中断概率的闭合表达式,并通过仿真比较发现下行信道非对称系统中断性能最差.针对下行信道非对称系统,利用基于信道状态信息的用户节点功率分配方案来最小化中断概率,该方案中功率分配值为与非对称因子有关的分段函数,节点能根据信道状态的变化自适应调整发射功率.仿真实验结果表明:提出的功率分配方案可以改善下行非对称双向中继系统的中断性能,与等功率分配方案相比,非对称因子越小,改善效果越好.     

前向放大协作中继系统中的优化功率分配

对于无线通信系统中的单天线节点来说,协作中继技术能有效地提高通信性能。研究了瑞利衰落信道下两跳放大前传协作中继系统的最优化功率分配问题。推导了高信噪比条件下的协作中继系统的中断概率的理论公式,适用于研究不同信道条件的功率优化分配;证明了高信噪比时基于符号错误率和中断概率最小化的最优化功率分配问题是等效的,为相关结论的推广应用提供了理论依据。仿真表明高信噪比条件下,基于推导的中断概率理论公式来实现最优化功率分配是可靠有效的。     

MIMO中继正交STBC性能及最优功率分配

理论分析了多入多出（MIMO）中继网络正交空时块码（OSTBC）在衰落信道下的性能,推导出2个独立非同分布的卡方随机变量调和平均值（harmonic mean）统计特性的闭式表达式,在此基础上得出了OSTBC在多天线中继网络中的中断概率和符号错误概率的闭式表达式,通过仿真验证了理论分析的正确性;进一步采用拉格朗日乘子方法得出最优功率分配策略. 研究表明,多天线中继网络采用OSTBC可获得满分集增益,提出的最优功率分配策略可进一步优化系统性能.     

基于中继选择的认知系统性能

为了提高认知系统的性能,提出一种混合中继选择协议(HPRS). 通过判断中继是否能正确解码源信号来决定中继采用何种协议转发数据,最终选取其中信噪比最大的中继作为最优中继,并推导了HPRS在高信噪比下中断概率的近似表达式及分集度. 理论和仿真结果表明,放大转发中继选择(SAF)、解码转发中继选择(SDF)协议和HPRS均可获得空间满分集度,而HPRS的中断性能要优于SAF和SDF协议.     

多源-多中继协作通信的中继选择与功率分配

针对多中继协作通信带来的中断性能差与高能耗问题,在N个源节点的混合译码放大转发网络中,提出了一种基于多源-多中继协作通信的中继选择与功率分配方案.该方案将空闲时的N-1个源节点当作"中继节点","中继节点"根据信道统计特性值自适应地降序排列,选取M个"中继节点"组成最优中继集合.当中断概率一定时,根据信噪比门限判断被选择M个"中继节点"的协作方式,构造系统总功率Lagrange函数,通过 Karush-Kuhn-Tucker极值条件求得系统各节点的最小功率.数值分析结果表明,在传输速率为0.5~0.8 bit·s-1·Hz-1范围内,相比于放大转发方式下的多源-多中继协作通信的功率分配方案,该功率分配方案的总功率节省了9~22 dBm,极大地减小了系统资源的消耗.     

优化传输性能的机会协作中继系统动态时间分配策略

为了优化能量收集无线网络传输性能,延长网络中能量受限型节点的生命周期,提出了一种基于解码转发策略的机会协作中继系统动态时间分配策略.在满足系统最低传输速率的约束下,推导出中断概率与时间分配系数之间的关系表达式;通过减小系统中断概率来优化时间分配系数,得出系统吞吐量和能量效率的表达式;设计了一种基于次优迭代的时间分配算法,实现问题的求解.仿真实验结果表明,在非理想信道状况下,所提出的策略有较高的系统吞吐量和能量效率,可优化无线网络的传输性能,提高可靠运行度.     

Nakagami-m信道下DAF选择中继的中断性能分析

为了解决协作通信系统中选择中继算法中断性能分析复杂的问题,提出了一种新的中断分析方法.基于功率受限协作通信系统,考虑Nakagami-m独立同分布信道下一种带有直通链路的选择中继模型,在该模型下推导了中断概率表达式,分析了系统的中断性能,经仿真验证了理论分析的准确性.探讨了优化功率分配,给出特定中继数情况下的功率分配系数.分析结果表明,在该模型下的中断性能与已有模型相比均有所提高.     

基于QoE的MIMO-NOMA系统功率分配方案

在多输入多输出非正交多址接入（MIMO-NOMA）系统中,衡量通信质量时仅仅考虑了用户的服务质量（QoS）,而没有考虑用户终端的满意度.为此,提出一种基于Stackelberg博弈的优化用户体验质量（QoE）的动态定价功率分配算法.在网页浏览业务场景下,用平均意见分数（MOS）值来衡量用户终端的满意度,将用户设置为买方,基站设置为卖方,小区内各用户从基站处以瞬时单位功率价格购买功率,提升其MOS值;同时,卖方基站不断调整单位功率价格,以实现自身最大化收益,最终达到Stackelberg均衡.仿真结果表明,所提算法与基于QoS的功率分配算法相比,在公平性上提升了22.73%;与传统的定价算法相比,在吞吐量和MOS值上有明显提升;与基于凸差规划的功率分配算法相比,在时间复杂度上有明显降低.