双向能量协作的中继系统功率分配算法

在无线中继系统中,考虑源节点和中继节点都是能量采集的,而源与中继之间可以进行能量协作,即可双向传递能量,针对瑞利衰落信道场景以最大化系统吞吐量为目标,联合优化源节点的发射功率、中继节点的发射功率以及传递的能量值,提出了双向能量传递的最优功率分配算法。本文根据场景模型建立了最优化问题,利用凸优化知识求得最优解的形式,假设能量传递无损耗情况下提出了理想功率分配方案;然后以此为基础,在满足能量因果性和数据因果性的条件下,对传递的能量和发送的功率进行优化。仿真结果表明,本文提出的双向能量传递的功率分配算法优于其它的功率分配算法,能有效的提高系统吞吐量。      

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。     

基于功率分配能量采集的全双工放大转发中继系统

针对三节点放大转发中继系统,研究了基于功率分配能量采集的全双工中继传输方案。在中继配置大规模天线的情况下,提出了三种天线选择方法,并通过合理的假设分别推导了三种天线选择方法的速率的近似闭合表达式,并设计了天线选择模式切换方案。基于三种不同的天线选择方法,该文分析了基于功率分配采集协议中的最优功率分配因子以及不同方案的算法复杂度。最后,通过蒙特卡洛仿真证明了闭合表达式的准确性,并基于发射功率和信道增益分析了三种方案的优缺点。其中在大发射功率的情况下,方案一的性能最优;在小发射功率的情况下,方案二的性能最优;在中等发射功率的情况下,折中的方案三的性能最优。      

译码转发中继网络的能量效率分析

随着人们资源节约与环保意识增加,如何获得较高的能量效率成为了绿色通信中一个重要而又棘手的问题。因此,本文研究了译码转发协议下的直接传输、单向中继、双向中继三种传输方式的能量效率。首先在瑞利信道环境下推导了能量效率的闭合表达式,然后通过凸优化算法使得能量效率达到最大。最后,还分析了信道衰落情况、发射的比特数、中继位置和系统电路功率对系统能量效率的影响。仿真结果表明,电路功率对系统的能量效率影响较大;双向中继在发送比特数对等、源节点至中继的距离相同时,其能量效率才达到最优;而当源节点至中继的距离差异较大时,单向中继的能量效率比双向中继性能更好;信道衰落较大时,双向中继比单向中继和直传更有优势。      

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。     

能量收集双向中继网络的中继选择和功率分配

结合能量收集技术,研究了放大转发双向中继网络的系统性能。基于双向中继系统中的两个端到端信噪比平衡准则,推导出了单中继选择情况下信源最优的功率分配方案和中继最优的能量收集比例。仿真结果证明所提方法能够实现最好的系统性能。通过比较发现,能量收集双向中继网络比传统双向中继网络能够实现更高的传输速率。     

无线并行放大转发中继传输中基于信噪比的功率分配研究

在无线通信网中,高效的功率分配可显著降低资源消耗、获得更好的服务质量、并减少网络内干扰.本文以无线并行中继协作通信系统为背景,在目的节点目标信噪比的约束条件下,对如何最小化中继链路中各通信节点的发射功率进行了研究.文章首先建立了无线中继协作通信系统模型,推导出了无线中继协作通信系统中信噪比的表达式.接着,文章将功率分配...     

多中继放大转发协作通信中的功率分配和中继位置联合优化

文章研究了多中继放大转发协作分集系统中的功率分配和中继位置联合优化问题。利用信道的统计状态信息,在总功率一定的条件下,以最大化系统的信道容量为目标,推导了多中继和选择中继两种模型下基于高信噪比近似的联合优化算法的闭式解。理论分析和仿真验证表明,提出的算法大大提高了传统的等功率分配方案下系统的性能。     

能量收集双向中继网络的高能效联合中继选择和功率分配算法

为了实现双向中继系统在满足传输速率要求时的最小功率消耗,基于功率分割中继协议,在完美和非完美的信道估计两种不同的情况下,提出了能量收集双向中继网络的高能效联合中继选择和功率分配算法,得到了两个信源的最优功率分配和中继节点最优的能量收集比例.仿真结果表明,信道估计误差会增加系统的功率消耗;与传统双向中继比较发现,能量收集双向中继能够实现更少的系统功率消耗.     

分布式双向中继选择算法及用户功率分配

针对放大转发的瑞利双向中继信道的节点选择问题,提出了基于部分信道信息的分布式双向中继选择算法。算法通过计算双向链路的接收信噪比,推导出满足目标接收信噪比的转发阈值,各中继节点根据该阈值决定是否参与转发,从而实现分布式选择。此外,考虑用户总功率受限的情况,在分布式中继选择基础上提出了优化功率分配策略,使双向信道的接收信噪比更加接近。仿真结果表明,分布式中继选择算法与最优多中继算法的系统传输速率相似,计算复杂度大大降低,尤其是在中继数目增大的情况下更加明显。优化功率分配策略能进一步提高系统能量效率,在相同性能下可节省7%左右的功率。     

Rice衰落信道下选择中继的性能分析与功率分配算法

本文针对无线传感器网络,研究了Rice衰落信道下基于选择中继的两跳译码转发系统的协同中继传输性能与功率分配算法.文中利用概率密度函数推导了选择中继协同传输的中断概率、误符号率的闭式表达式,并给出了高信噪比时的渐近性表达式;然后根据渐近性能进行源与中继节点间的功率优化,进一步提升系统传输性能;最后用蒙特卡洛仿真验证了结果的有效性.仿真结果显示,理论值与仿真结果基本一致,优化功率分配后的传输性能接近于搜索法得到的传输性能,但计算复杂度明显降低.     

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。     

基于译码——转发的多中继协作节点选择方法

由于协作通信技术能够抵抗信道衰落的影响,提供分集增益,成为目前研究热点之一。针对传统多中继译码转发协作通信中,所有潜在中继均参与协作从而导致系统的低资源利用率问题,提出了一种基于信道容量增益的中继节点选择策略。仿真结果表明,该策略只需选择一半的中继节点数就能获得和最优中继选择方法非常相近的系统性能,同时降低了系统的功率损耗和实现复杂度。     

基于能量采集的全双工中继系统时隙优化

针对能量采集基础上的全双工中继系统时隙优化问题,以双跳能量采集全双工中继系统为模型,基于中继工作于时间分割模式,分析了在放大中继转发协议与译码中继转发协议下如何实现系统吞吐量最大化,对能量采集时隙进行了优化研究,推导了瑞利衰落信道下最佳能量采集时间的具体表达式,在仿真中对比了全双工中继系统与半双工中继系统的吞吐量。通过性能分析与仿真实现可知,全双工中继技术可以提高频谱利用效率、系统吞吐量,满足日益增长的高速率要求。     

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。     

基于能量采集异构蜂窝网络的功率分配算法研究

针对能量采集异构蜂窝网络,由于能量到达和信道状态的随机性导致离线功率分配算法只能取得理论最优,本文提出了一种在线功率分配算法.算法在每个时隙开始时,基站控制器通过能量判别选出满足开启条件的小蜂窝基站,然后采用基于拉格朗日乘子的两层迭代算法对所选择的小蜂窝基站分配发射功率,能够实际最大化系统在每个时隙的能效.仿真表明在满足基站开启条件的情况下,所提算法可以为密集异构网络提供更高的能量效率.该算法适用于信道状态和能量状态不可预测的网络.     

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。     

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。     

基于中继系统的功率分配研究

首先对现有的中继系统功率分配模型进行阐述,然后对其所涉及的问题进行分类,并对近年来国内外在该方向的研究成果进行总结和分析,最后进一步阐述中继系统中功率分配亟待解决的问题和今后的研究方向.