频率选择性信道下多节点放大转发协作通信中的信道估计方法

针对频率选择性信道下基于正交频分复用(OFDM,orthogonal frequency division multiplexing)技术的多节点放大转发(AF,amplify-and-forward)协作通信,提出了一种基于训练序列的最小二乘信道估计方法,推导出其均方误差性能的下界并给出了相应的最优训练序列方案.同时,该方法选取经功率分配优化后具有恒幅特性的Chu序列作为训练序列,实现了多节点AF协作通信中信道估计的最小均方误差.仿真结果证实了该信道估计方法在多节点AF协作通信环境下的有效性以及所提最优训练序列方案在系统性能上的优越性.     

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...     

协作通信技术在恶劣信道条件下的应用研究

为了在信道状况较差时仍能采用编码协作技术,提出了一种有效混合编码协作方法.以两用户为例,在两次发送时隙都采用QPSK调制,并采用LDPC码的混合自动重传(HARQ)方法,当第一时隙传输数据不能被正确译码时,源节点将重新传送数据,中继节点将接收到的数据联合上一次接收的数据进行联合译码.当数据重传后仍不能被正确译码时,中继节点将采用放大转发方式传输第二时隙的数据,此时转为放大转发模式进行协同通信,通过性能分析和仿真结果表明,当协作用户间信道状况较差时,与非协作和普通编码协作方式相比,所提的协作方法仍能获得一定的分集增益.     

无线通信中的协作分集方案的研究

在无线通信信道的研究中,协作分集是改善信道接收端的误比特率的基t,--t~t术,它可以使得系统获得额外的分集增益。经研究表明,不同的协作中继策略可以获得不同的性能。文章主要阐述了固定型放大转发（AF）,选择型译码转发（SDF）和混合型放大译码转发方案（DAF）三种策略的基本原理和信道容量,简单介绍了编码协作（CC）,最后描述了在不同信道下不同方案的性能分析,展望协作通信的发展方向。     

散射通信的协作分集技术研究

对协作分集进行简单介绍,提出了将协作分集应用到散射通信中的方案,分析了协作分集在散射通信中的应用可行性。并对其中的放大转发和译码转发在只有一个中继节点的情况下进行仿真,仿真结果证明在大信噪比时译码转发的性能优于放大转发。且协作分集应用到散射通信中在相同的信噪比下,误码率更低,提高了系统性能。利用协作分集技术对散射通信进行组网,较直接组网设备复杂度低,易于实现。     

AF协作分集中的功率优化分配方案

在慢衰落信道中,协作分集是一种新的空间分集方式.为提高协作通信系统的性能,提出以最小化系统中断概率为目标的功率分配方案.综合考虑所有路径的信道噪声功率,运用注水原理,提出在接收端最大比合并下的最佳功率分配方案.该方案计算简单,且仅需已知各个中继节点的平均信道状态信息,无需在传输中实时更新,因而不增加系统的额外开销.仿真结果表明,该方案与等功率分配方案相比,能显著降低系统的中断概率.     

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。     

双中继协作通信的功率分配改进方案

为克服信息处于深度衰落情况下单中继协作困难,减少多中继协作目的端信号处理的复杂度,给出了双中继节点参与协作通信的功率分配方案。两个中继节点分别采用放大转发(AF)、译码转发(DF)以及混合译码放大转发(HDAF)3种协作方式进行通信。在满足一定的中断概率和节点功率限制情况下,利用MATLAB软件中的Fmincon优化函数,得到了各节点的最小发射功率。数值分析表明,在相同条件下,两个中继节点采用HDAF协作方式比采用AF协作方式、DF协作方式消耗的系统总功率分别少4~9 dBm、0.5~1 dBm,最大限度地节约了系统功率的消耗。     

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。      

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。     

分布式空频编码协同通信系统中基于导频转发新时序的信道估计算法

该文针对频率选择性衰落下的多中继分布式空频编码协同通信系统,提出了基于导频转发新时序的频域信道估计算法,包括最小二乘(LS)估计算法和低阶近似的线性最小均方误差(Lr-LMMSE)估计算法。互相协同的各中继节点在收到源节点广播发送的频域导频符号向量后,通过互不相同的时隙将其转发给目的节点,从而避免了各中继节点转发的导频符号在目的节点上的混叠干扰。理论分析和仿真结果表明,该算法成功地分辨了多中继协同通信系统的所有频域信道系数,其估计精度高,算法复杂度低,具有较高的实用价值。     

基于多中继导频频分复用的协同通信系统信道估计算法

本文针对频率选择性衰落环境下结合正交频分复用技术的放大转发多中继协同通信系统,提出了基于导频频分复用的频域信道估计算法,包括最小二乘（LS）估计算法和线性最小均方误差（LMMSE）估计算法。理论分析和仿真结果表明,该算法不仅成功分辨了多中继协同通信系统的所有频域信道衰落系数,避免了各中继节点转发的导频符号在目的节点上的混叠干扰,而且减少了频域信道估计所需的导频符号数量和时隙周期长度,提高了协同通信系统的传输效率和频谱利用率,同时显著提高了信道估计的精度,降低了算法的复杂度,具有较高的实用价值。      

AF协作分集中的功率优化分配方案

在慢衰落信道中,协作分集是一种新的空间分集方式。为提高协作通信系统的性能,提出以最小化系统中断概率为目标的功率分配方案。综合考虑所有路径的信道噪声功率,运用注水原理,提出在接收端最大比合并下的最佳功率分配方案。该方案计算简单,且仅需已知各个中继节点的平均信道状态信息,无需在传输中实时更新,因而不增加系统的额外开销。仿真结果表明,该方案与等功率分配方案相比,能显著降低系统的中断概率。     

协作通信技术的研究进展

首先,介绍协作通信技术产生于MIMO技术在无线通信领域的运用。分析协作通信技术原理,概括出当前协作通信技术研究主要集中于信道容量、协作方式、协作中继可靠性以及协作功率等方面。其次,指出当前协作通信研究中存在中继节点带来干扰、安全保密性以及信道问题,重点分析协作通信中继节点及其带来的干扰。最后,提出协作通信技术研究中有待解决的问题,即如何减少干扰、优化功率分配、提高网络性能等。     

基于信道特征的协作密钥提取技术研究

利用无线信道物理特征的对称性来保证无线信道安全一直是学术研究的热点。Suhas等人在经硬件改造的802.11平台上实现了基于信道特征的密钥提取测试,但是密钥生成速率较低。针对这一点提出了改进,通过借鉴协作通信技术,在密钥提取过程中引入合作节点以提高密钥生成速率。这里将整个过程分为协作探测信道、量化与协商纠错和密钥融合3个步骤。这里给出的设计可以显著提高密钥生成的速率。     

非对称协作通信中的时变功率分配算法

针对反射、散射影响下的非对称无线协作通信网络,提出了一种时变功率分配(Time Variant Power Allocation, TVPA)算法。根据无线协作网络中,各节点之间信道条件实时变化且不对称的特点,在信号传输过程中对信源节点和中继节点的发送信号功率进行优化分配。借助信道编码定理,将系统错误概率最小的非凸优化问题转化为最大化系统容量的凸优化问题来解。与固定功率分配(Fixed Power Allocation, FXPA)算法和平均功率分配(Average Power Allocation, AVPA)算法相比,该算法能充分利用无线信道的时变特性,重新分配功率以降低系统错误概率。在多种网络模型中的仿真结果表明,准静态瑞利衰落信道下,相比于FXPA算法,TVPA算法可获得多达5.5dB的比特错误概率性能增益。随着网络质量的进一步改善,该性能优势也逐步增大。      

协作通信系统的中继选择算法研究

协作通信作为一种新颖的无线通信技术,它的主要思想是通过中继节点参与协作传输,在目的端获得两个或者多个在空间上独立的信号样本,实现空间分集,获得分集增益.因此如何合理选择中继节点成为协作通信的关键问题之一.本文在协作通信模型及原理的基础上,对基于信道状态信息的中继选择算法进行了介绍,并对具体的选择算法的性能进行了仿真.     

SER PERFORMANCE ANALYSIS OF DECODE-AND-FORWARD COOPERATIVE SCHEME IN SATELLITE MOBILE CHANNEL

In this paper,Symbol-Error-Rate (SER) performance analysis is provided for a Decodeand-Forward (DF) cooperative scheme in satellite mobile channel environment.We present a satellite mobile cooperative communication system model and derive two generalized error probability expressions with Cyclical Redundancy Check (CRC) or not.We also derive and simulate SER of the proposed system over different satellite mobile channels.The results show that the analytical results are in great accordance with the ones obtained by simulation.Also,it was shown that,whether or not adopt CRC depends on the channel link quality between the source node and the relay node.     

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。     

Channel estimation for AF relaying using ML and MAP

Channel state information is very important in cooperative communication for performance improvement or signal demodulation. Previous works on channel state information estimation mainly focus on least squares and minimum mean squared error estimators. In this work, several new maximum likelihood and maximum a posteriori estimators for the cooperative network are proposed. Two of them estimate the individual channel powers of different links using all pilots from the source node, while two of them estimate the individual channel gains of different links using pilots from the source node as well as the relay node. Numerical results show that the estimation error decreases when the signal-to-noise ratio increases or when the number of pilots increases. The estimators for the individual channel gains have normalized mean squared errors of less than 0.001 when the signal-to-noise ratio is 30 dB, and their bit error rate performances are very close to the perfect case. Importantly, channel estimation is performed at the destination only such that there is no extra complexity at the relay node.