时间空间联合频谱检测认知协作分集系统的中断概率分析

无线网络中利用协作分集技术可显著提高传输性能。认知无线网络中采用时间空间联合频谱检测能更充分地利用主用户的空闲频谱空洞。本文对采用时间空间联合频谱检测的认知协作分集系统的中断概率性能进行分析,给出采用选择解码转发中继协议时在瑞利衰落信道下的准确中断概率闭合式。分析和仿真结果表明:采用时间空间联合频谱检测的系统的中断概率性能优于单独时间频谱检测和单独空间频谱检测的系统,而协作分集技术的引入也明显改善了认知用户的传输性能。中断概率的理论结果对于衡量和评估认知网络的频谱检测方案、协作传输方案的性能有重要的理论和实用价值。      

一种在宽带无线网络环境下的协作分集方法

协作通信可以使单天线的移动终端共享它们的天线而产生虚拟多发射天线阵列以获得发射分集。提出了一种在频率选择性衰落信道条件下的协作分集方法,信宿不仅利用转接节点转发的信号而且还利用了信源直接传来的信号来进行解码。通过计算机仿真,比较了考虑信源到信宿的直接传输的协作方法和未考虑信源到信宿的直接传输的协作方法的误比特率性能。结果表明,考虑信源到信宿的直接传输可提高系统的协作分集增益。     

编码协作分集的合作伙伴选择算法研究

协作分集的思想来源于中继信道。与中继信道所不同,在协作分集网络中,每个用户不仅要传输自己的信息,还要帮助其协作伙伴中继传输信息。也就是说,每个用户既要充当信源的角色,又要扮演中继器的角色。文章通过协作通信中编码协作机制下的多节点协作伙伴的选择,分析四种情况下的中断概率,并讨论今后研究的发展方向。     

基于nRF905的协作分集实验研究

无线信道衰落特性是影响信道容量和传输质量的关键因素,协作分集技术允许一组无线终端互相中继信号,形成虚拟天线阵列,实现空间分集,进而得到相应的分集增益。针对不同的协作方法进行比较,设计协作实验系统,选择易于实现的解码前传协议,在STC5410单片机和nRF905的硬件环境下完成实验,并参考室内路径损耗模型对实验结果进行了理论分析,实验结果表明该协议可以减小系统中断概率。     

基于网络编码的用户协作分集系统性能分析

针对非协作通信和传统协作通信系统不能达到高天线分集增益的问题,提出基于网络编码的用户协作系统模型.研究了基于网络编码不同协作用户的天线分集增益,并分析非协作机制、传统用户协作机制和基于网络编码用户协作机制的中断概率.理论分析和系统仿真表明,基于网络编码的用户协作系统能显著降低系统中断概率,获得更大的分集增益,且协作用户数越多,系统分集度越好.     

基于解码重传的最佳协作中继选择策略

近年来提出的协作分集技术通过使网络中各单天线用户共享彼此天线以形成虚拟多天线阵列,从而可以显著提高网络容量,也使得其备受科研工作者的关注。提出了基于解码重传（DaF）下的被动式最佳协作中继选择准则,该准则是通过推导协作中继传输系统的误符号率而得出的。在总功率限制下,可以证明基于解码重传下的机会中继在中断性能上考虑是最佳的,更确切地说,它的中断性能和利用全部候选中继传输的最佳解码重传策略是一样的。     

基于协作通信的最佳中继选择方案

协作通信中的机会中继是一种基于即时信道状态选择的中继选择算法,可以获得与传统协作分集技术相同的分集增益,而不需要使用复杂的空时编码技术。但是多个节点同时竞争最佳中继时,可能出现冲突而导致选择失败。提出一种新的方案,通过引入候选节点限制策略以及控制信道对算法进行改进,仿真表明,该算法特别适用于候选中继较多的情况,可以在实现快速选择节点的同时降低选择失败概率。     

多用户选择与协作干扰的安全性能分析

研究了一种多用户选择与协作干扰相结合的无线传输模型。在Nakagami-m衰落信道下，考虑到信道中的反馈延迟对信道状态信息的影响，采用合法信道的过时信道状态信息来选择目的用户。采用一般次序选择策略选择目的用户，并结合噪声干扰策略进行干扰，实现信息的安全传输。针对窃听信道两种不同信道状态信息，分别推导了中断概率和窃听概率的准确闭合表达式，并给出二者性能折中的表达式。理论分析与数值仿真表明，减小用户选择参数以及降低信道衰落参数能够有效地改善系统的可靠性与安全性折中安全性能。      

双时隙多用户线性网络编码协作的中断概率分析

线性网络编码协作(LNCC)是一种将线性网络编码与协作通信相结合的技术,能够提高频带利用率,降低中断概率.该文从理论上分析了双时隙M(M≥2)用户LNCC的紧近似中断概率,并通过Monte Carlo仿真验证了理论分析的正确性.同时,通过分析渐近中断概率,该文给出了双时隙M用户LNCC的分集阶数.为了说明线性网络编码为协作通信带来的额外增益,该文将双时隙M用户LNCC与分集阶数相同的传统M用户放大-转发协作系统进行了性能比较.结果发现,给定相同的有效频谱效率,前者的中断概率要显著低于后者.     

采用接收与协作双重分集的系统性能分析

研究了一种同时采用两种分集技术的通信方式。在给定的工作环境中,分析了双重分集系统的工作原理,以及信号的传输与接收的过程。并把本文研究的双重分集技术与单纯的空间分集、单纯的协作分集两种技术作了比较。最后通过理论分析与数值计算的结果表明,与单纯的协作分集和单纯的空间分集相比,本文研究的双重分集系统性能更为优越。     

无线传感网两种中继选择策略的中断概率分析

无线传感网发射功率受限,采用中继通信的方式可以扩展通信覆盖区域,中继选择是其关键技术之一。不同的中继选择策略会对中断概率产生不同的影响,其一是选择候选集合中的所有节点作为中继节点,其二是选择候选节点中的信噪比最大的节点作为中继节点。为了比较这两种中继选择策略的性能,推算了两种策略下的中断概率闭合表达式,并进行数值分析。结果表明,在不考虑功耗平衡的前提下,策略二的性能优于策略一。     

认知选择协同分集任意信噪比中断概率的分析

选择中继已被证明是一种有效和实用的协作分集方法.但是,现有的分析主要集中在渐进高信噪比(SNR)区域,因此,研究认知选择协同分集系统任意信噪比的中断概率具有现实意义.推导了瑞利衰落信道选择中继协议的中断概率解析式,并进行了仿真.仿真结果表明,选择中继协议在任意信噪比情况下,增加中继节点可降低中断概率,而解码中继协议(DF)在低、中信噪比情况下不一定降低中断概率;同时,选择中继协议的中断性能和分集增益随频谱空穴检测能力的提高而增强.     

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...     

多中继协作通信系统的中断概率分析

协作分集不仅能提升数据传输速率,还可以提高数据传输的稳定性。协作通信方法使用带有一根天线的移动台,在多用户环境中可以共享其他移动用户的天线,这样可产生多根虚拟发射天线,进而得到相应的分集增益,改善移动通信系统的性能。现在通过研究发现,在多中继协作通信中,非对称信道采用放大转发方式下的中继传输,在AF重复转发和机会转发2种方式下表现出了较小的链路中断概率,系统性能得到明显的提升。     

功率约束下的星地协作网络中断概率分析

针对星地协作网络,考虑中继节点转发卫星节点信号时会受发射功率和干扰功率约束,提出了一种基于中继节点与目的节点间链路最大信噪比准则来选择中继节点的放大转发部分中继选择策略。在卫星链路遭受阴影莱斯衰落和地面链路遭受瑞利衰落情况下,推导出系统中断概率下界的闭合表达式。仿真结果表明了理论分析的正确性,并展示了不同阴影莱斯信道参数、不同中继数目、不同功率约束对中断概率的影响。     

非理想信道信息下认知中继系统中断概率研究

本文针对存在信道估计误差的情况,分析了非理想信道状态信息下认知中继系统的性能.建立了非理想信道状态信息下认知中继系统的数学模型,推导出了非理想信道状态信息下认知中继系统中断概率的表达式.理论分析表明在非理想信道状态信息下认知中继系统的性能较理想状态有所下降,但更符合实际情况.同时数值仿真结果验证了理论分析的正确性.     

基于NOMA的协作中继网络安全性能分析

由于非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)能够显著提升系统的频谱资源利用率,在下一代移动通信中得到广泛应用。对NOMA环境下多中继协作网络的最优中继选择方案和系统安全性能进行了分析和讨论,其中包含窃听者仅窃听中继和窃听者同时窃听中继及源节点这2种情况下的系统安全性能表现,并与相同场景下正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)网络进行了对比。最终的理论分析和仿真结果表明,在所提出系统模型中,当信道条件相同时,NOMA网络总能取得相较于OMA网络更好的安全性能,同时随着系统中继节点数目的增多,NOMA网络在物理层安全性能上获得更大的优势。     

协作分集中中继选择算法的研究

协作分集是近几年无线通信技术的研究热点.在协作通信中合理地选择中继能给系统带来更大的增益.本文介绍了协作时机的选择和协作关系的形成,重点讨论了3种主要的中继选择方法:基于位置信息、基于平均接收信噪比和基于瞬时信道状态的中继选择算法,并对这些方法进行了分析和比较.     

多天线中继网络中的终端性能和多样性分析

The performance of multi-antenna multi- relay cooperative system is investigated in this paper. Two relaying strategies, i.e., reactive and proactive strategies are analyzed with the Amplifyand- Forward (AF) and Decode-and-Forward (DF) protocols. We derive the Cumulative Distribution Function (CDF) of the received Signal-to-Noise Ratio (SNR) at the destination, which is used to calculate the exact outage probability, for both AF and DF protocols. According to these results, we conclude that a cooperative network which composes K relays each equipped with nr antennas can achieve maximal order-(2nrK+1) diversity gain, by proper processing at relays and destination. Furthermore, the performance comparison is given, in terms of outage probability. These two strategies outperform each other in different scenarios in AF protocol, whilst proactive strategy is always better than its counterpart in DF protocol. According to these results, the optimal power allocation schemes among relay nodes are also presented, with reasonable power constraint.