基于叠加调制和自适应功率分配的干扰抵消

为消除协作通信系统中各用户的相互干扰并自适应分配各用户的发送功率,提出基于叠加调制和自适应功率分配的多用户干扰抵消算法。各用户在发送自己信息的同时协助其他用户进行信息转发,采用联合设计的叠加调制函数形成重构信号,接收端利用该函数完成干扰消除。针对无线信道的多样性,以最大化系统容量为准则对各用户的重构信号进行自适应功率分配。多种网络模型中的仿真结果表明,本文算法能有效消除干扰,降低系统错误概率。相比结合固定功率分配的干扰抵消算法,该算法可获得1.5dB的比特错误概率性能改善和5dB的帧错误概率性能改善。     

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.     

协同通信系统中功率分配方案的分类研究

协同通信系统中的功率分配方案是指在系统总发送功率一定的前提下,如何在参与协同通信的终端之间合理分配功率,以此优化系统性能.本文针对协同通信系统中的现有功率分配方案,给出较为详细的总结与分类,设定目标函数、信道状态信息、有无中心控制节点与中继数目等四种分类原则,并指出,基于统计信道传输特性的分布式功率分配方案较为符合实际通信系统.     

协同通信系统中基于系统容量的功率分配研究

对放大转发协同中继系统进行了容量分析,综合考虑源节点与中继节点以及各中继节点之间不同功率分配对系统容量的影响．基于中继信道强度的瓶颈效应,提出了一种使系统容量最大的优化功率分配方案,并得到了源节点功率Ps、中继节点总功率Pr、各个中继节点功率Pi的闭合表达式．仿真结果表明,相比传统的等功率分配,该方案使系统容量显著提高,特别是当信道信噪比较低时,提高比例超过90％;又因其复杂度低,该算法有很强的实用性．     

慢衰落信道下高阶调制编码协作方案及性能分析

提出一种基于高阶星座调制的高效编码协作方案．用户或协作伙伴的编码比特分组后分别通过比特交织器,之后映射到高阶二维星座按分配时隙发送．推导了该协作方案在慢瑞利衰落信道下的成对错误概率．理论分析以及仿真结果都表明,慢瑞利衰落信道下,本方案在提高频谱效率的同时可获得完全分集．     

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.     

非理想Nakagami-m信道下DF协作系统的最优功率分配

针对Nakagami-m衰落信道下的多中继DF协作系统,研究信道估计误差存在时功率分配对系统性能的影响．首先基于全概率公式和矩母函数(MGF)方法,给出M-QAM调制下的近似误符号率(SER)和渐进SER解析式; 其次,基于简洁的渐进解析式,将功率分配问题转换为典型的凸优化求解问题．得出了在总功率一定的条件下,最小化系统SER的最优功率分配的理论计算公式．计算机仿真结果表明: 信道估计误差存在时,相比较等功率分配策略,最优功率分配能显著提高中低信噪比下的协作系统性能,但不能改善高信噪比下系统的错误平层．     

车载自组网功率自适应调整算法建模与仿真

当车载自组网(Vehicular Ad-hoc NETworks,VANET)拥有较高的节点密度时,较高的传输功率会导致严重的信道拥塞,降低信宿车辆的分组接收概率;当网络较为稀疏时,过高的传输功率并不能显著提升分组接收概率,同时造成不必要的成本开销.针对上述问题,建立了一种基于功率自适应调整模型,并在此模型基础上构建了PSA(Power-based Self-adaptive Algorithm,PSA)算法.该模型通过感知网络通信密度自动调整发送功率,在提高信宿节点分组接收概率的基础上节约自身的能源开销.仿真结果表明:网络节点密度较高时,发送节点能够以较小的发送功率使接收节点获得最大的分组接收概率;网络节点密度较小时,发送节点能以较小的发送功率使接收节点获得相对令人满意的分组接收概率.     

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。     

联合功率分配的全双工MIMO中继最小速率优化

针对全双工多天线中继系统的端到端速率受到信道估计误差和发射机/接收机有限动态范围影响的问题,将中继端到端速率问题转换为加权总速率最优问题,提出一种联合功率分配算法．该算法通过联合优化源节点和中继节点的预编码矩阵,使系统能够根据信道状态信息联合分配源节点和中继节点的功率．仿真结果表明,联合功率分配算法相较于传统的单节点功率约束算法能够提升系统最小速率,抑制自干扰的影响．     

一种新的网络信道编码中继协作方案

利用网络与信道结合编码,提出了一种高阶分集增益的中继协作方案。该方案在中继节点处将多个时刻接收的信息分别进行信道编码,再将所有码字进行网络编码后转发。目的节点采用迭代最大后验概率译码,利用多个时刻收到的码字恢复源节点发送信息。对瑞利衰落信道下成对错误概率的分析表明,本文方案可使源节点发送信息在不同时刻得到多次转发,从而增加时间分集增益。仿真结果表明,本文方案在快衰落和慢衰落信道下均能提高系统分集增益,并且随着中继节点接收信噪比的提升,系统性能明显改善。     

基于节点选择和功率分配算法的自适应调制协作通信系统

协作通信技术可以通过利用空间分集来改善系统的性能,特别是当信源节点已经知道信道信息时,可以获得相对于非自适应系统非常大的增益。提出一种基于自适应调制的协作通信方案,此方案结合了空时编码、功率分配和中继选择技术,在满足一定的误码率要求下可以提高系统吞吐量。通过与其它自适应、非自适应方案性能的比较,表明所提出的方案可以在很好地满足误码率要求的前提下,具有非常好的吞吐量性能。     

基于多元LDPC码的多用户协作方案

与Turbo码相比,多元LDPC码有更好的waterfall和error floor性能。该文将多元LDPC码应用于译码转发协作系统中,提出基于中断概率的多用户协作方案。各用户通过判断自己与信源节点间的信道是否发生中断,决定是否作为中继。若没有发生中断,用户先对接收到的信息进行译码,再采用多元LDPC码重新编码后发送至目的节点。仿真结果表明,当误比特率(BER)为10-4时,相比于随机协作方案,该方案在高斯信道下可获得0.3 dB的性能改善,在瑞利衰落信道下可获得0.4 dB的性能改善。     

大规模MIMO时分双工系统信道互易性研究

时分双工的大规模多输入多输出（MIMO）系统中,信道估计和互易性校准决定了系统能否有效利用信道互易性.为了分析信道估计对系统性能的影响,推导出信道估计的均方误差,并得出了单用户MIMO系统的上下行信道容量的闭合表达式.此外,为了减小在线校准的误差,根据互耦的性质提出了新的互耦干扰模型,并借助基站具有的功率控制以及协调功能,设计出了一种能够减轻互耦干扰的校准方案.仿真结果表明,该方案具有可行性.     

解码前传协同通信的断线率最小化

提出了一种自适应无校验解码前传(decode and forward)协同通信方案,方案利用有限比特的反馈,基于最小化断线率(outage probability)这一目标,进行自适应功率分配。给出了完整信道信息反馈条件下的功率分配方案,得出其断线率性能,并以此作为有限反馈比特条件下的性能限;提出了少量比特反馈条件下的自适应发射功率分配方案,并通过仿真证明只需要少数几个反馈比特,就可以达到很大的性能提升。提出的两用户共用反馈信息的方案,与以往的针对中继信道设计的每用户采用不同的反馈信息方案相比,在总反馈比特数相同的情况下具有较大的性能增益。     

mMTC中基于功率控制的URLL上行无线资源优化方案

提出了一种大规模机器类通信（mMTC）中基于功率控制的高可靠低迟延（URLL）上行无线资源优化方案.考虑时分双工蜂窝网络,设计了上行链路传输的反向功率控制方案,并导出了基于距离的链路可靠性函数;在此基础上,建立了上行无线资源优化模型,分析了链路可靠性函数的特性,并提出了一种基于黄金分割搜索最优的传输错误概率算法;给出了一种最小化系统所需的总带宽算法,可为每个用户分配多个子信道,用户通过判断信道增益是否超过门限值来选择子信道.仿真实验结果表明,新方案在迟延和可靠性的改进以及总带宽、功耗等方面的优势显著.     

能量采集衬底式认知协作中继网络安全中断概率分析

能量受限协作中继网络频谱利用率低,生存周期短,无线信道开放性所带来的物理层安全受到威胁,对此,将功率信标辅助射频能量采集技术、认知无线电技术和协作中继网络相结合,构建了一种新的中继节点分散布置的能量收集2跳认知协作中继网络;引入单窃听节点对第2跳传输进行窃听,并结合主动和被动窃听方式提出了最优中继选择和次优中继选择方式,推导了2种中继选择方式下次网络安全中断概率闭合式.数值计算和仿真结果表明,主接收节点和中继数目、中继和窃听节点位置设置、能量采集比例、能量转换效率以及信道容量和安全容量阈值都会对次网络安全中断性能产生显著影响.最优中继选择方式下的次网络安全中断性能明显优于次优中继选择方式.功率信标信号功率或干扰约束的增大使得次网络安全中断概率降低,并趋于饱和.     

基于MIMO-OFDM系统自适应交织方案及性能分析

提出了基于多入多出正交频分复用(Multiple-input and multiple-output orthogonalfrequency division multiplexing,MIMO-OFDM)的自适应交织模型。该模型根据OFDM一帧内准瞬时信道SNR值,利用瞬时信道的可变性,重新排列发送信号的顺序,其目的是打破长的信道突发错误,以便降低系统位错误概率。分析了MIMO-OFDM系统成对错误概率的上限,给出了本文提出算法的编码增益和分集增益。结果表明,影响本文方案的主要因素是SNR、信道阶数和接收天线个数。仿真实验结果表明,本文所提出的模型可以获得较好的信噪比,与单天线相比MIMO-OFDM系统性能明显提高。对于2发2收系统,当BER为10-2时,自适应交织方案比块交织性能提高5 dB。