协作通信中基于分布式空时码的自适应能量分配方案

基于协作AF(Amplify and Forward)通信模型,提出了一种基于分布武空时分组码的自适应能量分配方案.该方案首先以最小化中断概率为准则,在源节点与中继节点之间根据信道状态信息情况,决定是否放大转发中继节点接收信号.然后,在中继节点采用最优功率分配策略,实现整个系统的最优化传输.仿真显示了所提出的两种自适应方案与传统自适应方案、非自适应方案,以及在不同调制制度下的性能比较.仿真结果表明,与传统非自适应方案相比,所提方案1的误码率性能提高了约5 dB.     

总功率受限下的双向多中继系统功率分配方案

针对放大转发双向多中继协同通信系统,提出了一种基于最大化最小双向速率准则的功率分配方案。将功率分配问题分解为用户节点功率分配和中继节点功率分配两部分,首先通过将多中继节点信道等效为单中继节点信道,简化了用户节点功率分配,然后应用矩阵变换实现了分布式的中继节点功率分配,减少了反馈开销,降低了计算复杂度。仿真结果表明,提出的功率分配方案在系统双向可达速率和误码率两方面指标均优于现有双向中继功率分配策略,而且性能增益随着中继数目的增加而提升。     

协作分集系统中基于注水算法的功率分配方案研究

为了提高协作分集系统的信道容量,该文在多中继节点协作背景下提出了基于注水算法的中继节点功率分配方案。首先,对空时矩阵的列序号提出了一种新的映射方案,该方案能够提升中继节点发射信号间的正交性。对于采用线性正交解码算法的GABBA码,列序号重新排布后能够降低误码率。然后,通过对接收信噪比与中继节点发射功率的分析,针对信道容量最大化问题提出了一种应用注水算法的两步求解方案。该文对瑞利平坦慢衰落信道下采用GABBA码的协作分集系统进行仿真,仿真结果表明,与中继节点发射功率均分方案相比,该文提出的功率分配方案能够提升系统抗误码性能,达到满分集增益NtNr。该文提出的方案在不同的仿真条件下对信道容量均有提升,并且信道容量与min{NtNr}log2M成正比。     

一种5G网络协同通信自适应中继选择方案

针对协作通信网的中继选择问题,提出了一种基于贝叶斯推理的自适应中继选择方案。该方案拓展地运用了放大转发协议的原理,准确地分析了中继节点后验概率,并以此选取最优的中继节点进行信息传输。实验仿真结果表明,该方案在信噪比恒定的情况下,显著地提高了网络性能。     

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...     

认知无线电中基于中继位置和主用户位置的功率分配

针对认知无线电网络,提出了一种基于组间协作的联合直接传输和协作传输的传输机制,在满足干扰约束和峰值功率约束的情况下,通过分析瑞利衰落环境下放大转发协作单中继系统的性能,研究了中继位置和主用户位置对于系统的最优功率分配和系统吞吐量的影响,并对最优功率分配方案和等功率分配方案的性能进行了比较。仿真结果表明,中继位置和主用户的位置对于系统性能起着关键的作用,最优功率分配方案取得相对于等功率分配方案更优的性能,采用最优功率分配方案时,中继节点位于源节点和目的节点连线的中点且靠近认知用户时的系统性能最优。     

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。     

双向放大转发中继系统最优功率分配策略研究

为了提高双向中继系统总速率,针对双向放大转发中继系统提出了一种运用信噪比平衡技术进行各节点间功率分配的最优功率分配方案,并推导得出了最优功率分配方案表达式。理论分析和仿真结果表明,所提出的最优功率分配方案有效提高了系统可达总速率,改善了系统性能。     

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。     

一种基于非正交信道的分布式中继选择及功率分配方法

针对非正交两跳多中继协作通信系统中的分布式中继选择问题,提出了一种基于非正交信道的中继选择准则,简化了系统的设计。分析了其误码率性能,给出了其解析表达式和以总功率为约束条件下的最优功率分配方案。仿真结果表明,最佳中继选择准则明显优于传统的中继选择准则,且在最优功率分配方案下,可以获得明显的分集增益,系统的误码率显著下降。     

两级中继选择的协作CR-NOMA网络性能分析

本文研究了中继选择方案对协作下认知非正交多址（CR-NOMA）网络中断性能的影响,提出了一种两级中继选择方案。第一时隙在保证主用户服务质量的基础上,次级网络源节点向认知中继集群广播叠加信号。第二时隙认知中继提供解码转发服务,协助源节点传输信息。基于上述假设,推导了次级用户中断概率的闭合表达式并给出了分析结果。证明相比于部分中继选择策略,两级中继选择策略可以达到更好的中断性能和更大的分集增益。同时本文的分析结果验证了备选中继节点数目和功率分配因子对系统中断性能的影响,蒙特卡罗仿真验证了理论结果。      

自适应多中继选择系统性能分析

针对自适应双工中继部署在多中继选择系统的场景,提出了一种联合中继选择和自适应双工方案。相比于传统的全双工中继选择方案,其根据瞬时信道条件自适应性地选择合适的中继和双工模式来优化系统整体性能。分析了系统基于SINR的中断概率和平均符号错误率性能。仿真结果表明这种方案消除了全双工模式下的性能门限,提升误码性能,带来分集增益。     

改进蛙跳算法的多中继协作系统最优功率分配

协作通信与直接通信相比能够显著地提高系统性能,功率分配是协作通信中的一个关键问题。为了获得合理的协作中继通信系统功率分配方案,提出一种基于改进蛙跳算法的多中继节点功率分配方法。首先对功率分配问题进行分析,将其转换为一个非线性优化问题,然后将青蛙表示为源节点,中继节点的功率,以平均信噪比作为青蛙的食物,并通过青蛙的信息交流和协作找到最优的功率分配方案,最后采用仿真对比实验对本文算法性能进行测试。仿真结果表明,相对于其它功率分配方法,改进蛙跳算法有效地提高了系统的信道容量,降低了中断概率,以较低的复杂度提高了系统的性能。     

机会全双工/双向中继策略

传统双向中继（Two-way relaying,TWR）策略在信道和数据速率非对称性条件下性能较差。本文提出一种机会全双工/双向中继策略,提高无线中继系统在信道和数据速率非对称条件下的中断概率性能。以最优中断概率为准则,将机会全双工/双向中继策略建模为传输时间分配问题,给出了机会全双工/双向中继策略最优时间资源和中继功率分配方案。仿真结果表明,与传统的全双工中继（Full-duplex relaying,FDR）和双向中继（TWR）比较,所提策略能够获得更好的中断概率性能。      

基于信道统计特性的中继选择算法

该文提出了一种在非再生协作网络中,基于信道统计特性的最优中继选择方法。首先在等功率条件下,根据信道统计特性,定义一个等效信道增益的参数,该参数反映了中继节点在协作过程中两个阶段的信道特性。然后提出一种基于该参数的降序排列的中继选择方法。该方法在不同的信噪比范围内,选择不同的节点集合,使得系统的吞吐率中断概率最小。分析表明该选择方法的分集增益阶数能达到N+1,N为中继节点数目。仿真结果表明这种中继选择算法的中断概率性能优于其他算法。该方法进一步与功率分配相结合,构成了一种低复杂度的次优的中继选择方法。仿真结果表明这种次优算法能够取得和穷举算法相似的性能。     

基于萤火虫算法的多中继功率分配

为了充分实现中继协作,降低多中继协作通信系统功率分配优化问题的计算复杂度,提出了基于萤火虫算法的多中继功率分配方案。在一定的总功率和节点功率约束下,以最大化平均信噪比为优化目标函数,建立了多中继协作系统的功率分配最优化模型。选取该目标函数作为萤火虫的适应度函数,用向量表示萤火虫的状态,该向量的维数为待分配源节点和中继节点的个数,通过萤火虫聚集得到种群中最好的萤火虫,即可获得渐进最优功率分配。仿真结果表明,与平均功率分配相比,基于萤火虫算法的功率分配方案能降低2.44%~6.17%的比特差错率,提高了系统性能。     

基于协作干扰的全双工中继系统混合安全传输协议

针对全双工中继系统的安全问题,提出一种基于协作干扰的物理层安全混合传输协议.系统根据自身信道状态信息,自适应地选择基于中继节点与信源节点轮流发送干扰(RSCJ)协议或基于中继节点与目的节点轮流发送干扰(RDCJ)协议中安全容量相对较高的协议进行信息的传输.在全双工节点自干扰因素被抑制的条件下,给出了系统的传输协议选择策略,并理论推导了采用RSCJ或RDCJ传输协议下系统的安全中断概率表达式.仿真结果表明,利用所提的混合安全传输协议可以显著提高全双工中继系统的安全中断性能,与传统未利用协作干扰的传输机制相比,具有明显的安全性能优势.     

物理层安全中的最优中继选择及协同干扰策略

本文提出了一种以协同干扰为基础,结合了最优中继选择和功率分配的物理层安全方案.该方案针对分布式天线的场景,从中间节点中选择一个最佳的节点作为中继,剩余的其他节点作为协同干扰节点.中继节点使用放大转发策略.本文同时提出了协同干扰节点的波束成形算法.另外,我们还推导出了中继节点和协同干扰节点之间的功率分配的闭式解.最后,本文还给出了相关的仿真结果,证实了新提出的方案比传统方案能获得更高的安全容量.     

Equation Chapter 1 Section 1基于中继的协作频谱感知性能分析及优化

提出了一种基于目标的中继协作频谱感知方案,证明了SU到SR链路上的信道条件对系统性能有较大的影响;鉴于此,提出了一种优化的最佳中继协作频谱感知(optimized BRCSS)方案,通过联合考虑目标SU到SR链路上的信道条件和 SR 到 FC 链路上的信道条件选择最佳认知中继;最后,从更实际的应用场景考虑,为了节约系统开销,进一步提出了一种自适应的最佳中继协作频谱感知方案（A-BRCSS）,即 SU 根据其信道条件,自适应地选择是否需要认知中继的协作传输。分析和仿真结果均表明,相比传统最佳中继协作频谱感知方案, Optimized BRCSS方案可以实现更高的感知性能;所提A-BRCSS方案可以实现几乎最佳的感知性能。     

快慢速自适应融合的安全中继选择

针对无线通信中的物理层信息安全问题,在无线安全协作网络中提出了一种基于快慢速链路自适应融合的安全中继选择方法。该方法根据移动速度选择链路自适应类型,根据干扰节点对安全容量的“正”或“负”效应使用或不使用干扰节点,基于安全容量最大化准则进行中继选择。在此基础上,对所提安全中继选择方法进行了性能分析,推导了中断概率表达式。中断概率的仿真曲线和理论曲线很吻合,验证了理论分析的正确性。同时,仿真结果显示,相对于采用单一快速链路自适应,基于所提中继选择方法的安全协作通信系统具有更低的误码率和更大的安全容量,在“正效应”条件下干扰节点有助于提升系统安全容量。