基于译码-转发的多中继合作分集系统的功率分配

该文研究了衰落信道中基于译码-转发的多中继合作分集系统的功率分配问题。假设源节点有完全的信道状态信息,在总功率一定的条件下,以最小化系统的中断（outage）概率为目标,给出了如何选择中继节点以及如何在源节点和所选中继节点之间进行功率分配的算法。通过在任何时候最大化系统的瞬时容量来最小化系统的中断概率。仿真结果表明,该文提出的算法性能优于平均分配功率时系统的性能。     

非再生中继网络的功率优化分配

为了降低非再生中继网络的中断概率,研究了基于中断概率最小化的功率分配问题.首先分析了两跳中继传输方式和协同分集传输方式中断概率近似表达式,然后以中断概率最小化作为优化目标,在总功率一定的条件下,建立了非再生中继系统中基于中断概率最小化的功率分配优化模型,通过Lagrange乘数法获得了源节点和中继的最优功率分配.仿真实验表明,与在源节点和中继中采用平均功率分配策略相比,采用基于中断概率最小化的最优功率分配策略,在降低中断概率的同时,也增加了系统的容量.     

基于中断概率的协作通信中继选择与功率分配算法

研究了功率受限情况下多中继协作通信网络的中继选择和功率优化问题。在AF网络中,提出了一种低复杂度中继选择与功率分配算法,其目标是在总功率一定的条件下使系统的中断概率最小。本算法对源节点和所有潜在中继节点进行功率分配,结合当前信噪比选择最优的中继集合,通过最速下降法求出使系统中断概率最低的功率分配因子。该算法不需要知道大量瞬时信道信息、不需要系统在等功率条件下进行中继选择,只需求得中继节点排列矩阵便可根据当前信噪比自适应获得最优中继节点集合。仿真结果表明,在相同条件下,该算法明显优于不同中继节点集合下几种算法的中断性能,并且与传统的SAF及AAF算法相比,有效降低了中断概率,提升了系统性能和功率效率。     

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。     

基于认知无线电系统的协作中继分布式功率分配算法

协作通信与直接通信相比能够显著地提高系统性能。协作通信中的一个关键问题是管理中继节点及有效地进行功率分配。尤其对于频谱共享的认知无线电(Cognitive Radio,CR)系统,协作方案的设计不仅要最大限度地提高认知网络协作的功率效率,而且需要最小化对主系统的干扰。该文针对认知无线电系统的协作通信问题,在多个中继节点与源节点协同通信的场景下,提出了一种基于放大转发(Amplify and Forward,AF)模式下的功率分配及联合优化算法,在保证主系统传输性能不受影响的前提下,提高认知系统的传输速率。仿真结果表明该文提出的自适应协作传输方案,和直接传输及等功率传输方案相比获得了进一步的性能增益,中断概率显著下降。     

窃听环境下AF中继选择与功率分配的研究

传统的最佳中继选择方案仅参考了合法用户的信道状态信息,在实际的通信系统中由于存在窃听用户而无法保证信息的可靠传输。现有的最佳中继选择方案将窃听用户的信道状态信息纳入考虑后,系统的安全性能得到了一定改善,但是依然采用的是等功率分配。针对放大转发协议,本文在现有最佳中继选择方案的基础上,以降低系统安全中断概率为目标,在系统总功率受限的前提下,根据源节点和中继节点以及中继节点和目的节点间的信道参数引出功率分配因子,对源节点和中继节点间的功率进行适当分配。通过仿真对比,可以发现功率分配能够降低系统的安全中断概率,从而改善系统的安全性能。      

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.     

一种协作网络编码方案的功率优化分配方法

该文针对传统双路无线中继系统中的源和中继采用等功率发送,导致系统资源利用率低的问题,提出一种译码转发-空时协作网络编码方案的功率优化分配方法。该方法以最小化两源用户中断概率中的较大者为目标,并利用中断概率的高阶近似解,通过迭代计算获得最优功率分配因子。所提功率优化分配方法计算复杂度低且仅需信道的平均增益信息。仿真结果表明,与平均功率分配方法相比,所提功率优化分配方法使系统的中断概率和误码率性能均得到有效提升。     

双向协作系统的中继选择和功率分配策略

针对瑞利衰落信道下双向多中继协作通信系统,为了降低中断概率,提出了一种基于最小化中断概率的中继选择策略和功率分配方案。首先联合考虑两条链路的中继节点处信噪比和信道增益实现双链路中继选择,然后推导出一种新的最优中继下双向放大转发协作中断概率的近似表达式上界,并利用凸优化求解得到使中断概率最小的最优功率分配解。仿真结果表明,与现有策略相比,提出的策略能够明显降低系统中断概率和误码率,显著提高系统性能。     

不对称双向中继信道中的再生双向中继选择及功率分配

该文研究不对称双向中继信道下的被动式再生中继选择问题。首先,通过理论分析给出了传统3节点网络的可达速率域。然后,在瑞利衰落信道环境下,理论推导了系统中断概率的闭合表达式。接着,利用系统业务知识和信道状态信息,提出一种改进型的最大最小中继选择准则。进一步,研究中继端叠加信号的功率分配,提出了两种功率分配因子选择算法,并对所提算法进行了理论分析。仿真结果表明：通过被动式再生中继选择和功率分配可以显著提高系统的中断性能,在信道不对称情况下性能优势明显。     

Cooperative multiple relay system for frequency selective environment: outage analysis and power allocation

In this paper, we propose a novel cooperative relaying scheme with multiple relays for frequency selective wireless environment. In our proposed scheme, the frequency selective wireless channel is divided into flat fading sub‐channels. Cooperative relaying is then employed over each sub‐channel to improve the system diversity order. We then investigate the asymptotic behavior of the outage probability and show that the proposed scheme achieves full diversity order in both amplify and forward (AF) and adaptive decode and forward (ADF) relaying scenarios. Furthermore, we propose a power allocation strategy to minimize the system outage probability. Simulation results confirm our analysis and show that the proposed power allocation method outperforms uniform power allocation. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于有限反馈的协作多播高效资源分配策略

提出了协作多播网络中基于有限反馈的联合子载波和功率分配策略,在满足QoS需求的条件下使功率消耗最小化。该策略首先利用有限的反馈信息在等速率分配下将子载波分给不同的多播组,并提出“公平子载波分配”策略,达到了功率消耗和公平性的折中。然后利用提出的“协作功率迭代”策略完成有效的功率分配,该策略利用注水定理确定每个子载波的目标速率后,又通过一个功率迭代过程实现功率最佳化。仿真结果显示,新的协作策略大大降低了上行反馈开销,且所需功率和多播业务中断概率远远小于直传策略。此外,协作功率迭代策略由于有较低的计算复杂度,因此更适合于实际系统。     

OFDM闭环发射分集结合自适应功率分配

将自适应功率分配技术应用于多发送多接收天线正交频分复用(MIMO-OFDM)系统,如何在载波和天线间分配能量是个关键问题。该文提出:对不同发射天线的各个子载波采用闭环发射分集方案;接着再进行载波间的功率分配,该算法的目标是使误码率最小。文中用数学方法证明了此方案是使总误码率最小的最佳方案。仿真结果显示:在误码率取0.1%时,对于两根发射天线一根接收天线4个子载波的OFDM系统,与传统的将开环发射分集与OFDM相结合的算法相比,此算法能带来6.5dB的增益。     

Fairness based resource allocation for multiuser MISO-OFDMA systems with beamforming

Resource allocation problem in multiuser multiple input single output-orthogonal frequency division multiple access (MISO-OFDMA) systems with downlink beamforming for frequency selective fading channels is studied. The article aims at maximizing system throughput with the constraints of total power and bit error rate (BER) while supporting fairness among users. The downlink proportional fairness (PF) scheduling problem is reformulated as a maximization of the sum of logarithmic user data rate. From necessary conditions on optimality obtained analytically by Karush-Kuhn-Tucker (KKT) condition, an efficient user selection and resource allocation algorithm is proposed. The computer simulations reveal that the proposed algorithm achieves tradeoff between system throughput and fairness among users.     

一种多中继协作系统中的功率分配算法

提出了多中继无线通信系统的模型,研究其源节点和各中继节点间功率分配对系统容量的影响,在总功率一定的情况下,探讨了以容量最大化为准则的功率分配算法。对采用非再生协作中继方式的多中继协作通信系统进行了容量分析,并提出了一种低复杂度的最优功率分配算法(Optimum Power Allocation,OPA)。仿真结果表明,该算法相对于平均功率分配算法(Average Power Allocation,APA),系统容量得到了显著提高,在信道条件差的情况下,性能提高更明显。     

分布式天线系统的功率有效性分析

从提高功率有效性的角度,建立分布式天线系统天线之间功率协调分配的线性规划模型;利用改进单纯形算法进行最优功率分配。数值仿真结果表明,随着天线数的增多,达到用户最低SNR基站所需要的发送功率逐渐减小;与集中式系统和分布式系统功率固定分配方案相比,文中所提功率分配方案可以大幅度节省发射功率,提高系统的功率有效性。     

An OFDMA-Based Subcarrier and Power Allocation Scheme in Wireless Cooperative Cellular Systems

An OFDMA-based subcarrier and power allocation scheme is proposed in this paper in the wireless cooperative cellular system. It is assumed that users in this system have the ability to relay information to each other to improve the overall system performance. The formulation of this scheme is to maximize the uplink system throughput subject to the half-duplex, distributed power and queue state constraints of each user. A two-slot resource allocation structure is constructed to deal with the half-duplex constraint. A low-complexity suboptimal algorithm is developed to solve the problem efficiently. This algorithm first greedily allocates subcarriers and power to users and then decides the relay selection. Numerical examples demonstrate the good throughput performance of our propose scheme and the effectiveness of the low-complexity algorithm.

Resource allocation scheme in two-way multi-relay OFDM system

A joint optimization scheme for power allocation and subcarrier pairing under high SNR in two-way multi-relay OFDM system was proposed.Unlike those schemes in which relays use subcarriers separately,all the relays were allowed to forward signal on each subcarrier pair for providing much space diversity.With the constraint of total system power,the proposed scheme firstly allocated each relay power with Cauchy inequality with the assuming that the total relay power was fixed.Then the dichotomy was used to calculate the power allocation between the source node and the relay node by maximizing the equivalent channel gain for different subcarrier pairs.Lastly,the power of different subcarrier pairs was allocated by convex programming,and the subcarriers were paired by Hungarian algorithm to obtain the maximum system capacity.There was no optimal power allocation method with low complexity because of the complexity of the power allocation algorithm in two-way multi-relay networks.This algorithm greatly reduces the complexity of power allocation and simulation results show that the proposed scheme outperforms the relay selection scheme and the relays use subcarriers separately scheme.     

基于MIMO信道估计误差模型的功率分配与自适应调制算法

该文分析了瑞利平坦衰落信道下,信道估计误差对采用迫零接收的MIMO系统性能的影响,提出了一种以系统有效吞吐量最大化为目标的功率分配与自适应调制算法。为了减少信道估计误差对实际系统性能的影响,该算法对发送端估计的信噪比进行修正,并以此作为功率分配和自适应调制的依据。在系统总功率受限的条件下,对发端多天线的功率分配结合了空域注水定理和比特分配,并尽量保证调制阶数高的数据符号所在天线的功率。仿真结果表明,该算法实现较简单,获得的系统有效吞吐量接近于最优值,适用于实际系统。