认知无线Ad Hoc网络单跳传输容量的研究

研究了认知无线电AdHoc网络的单跳传输能力,该网络与主用户网络工作在同一地理区域和共享同一频谱。主用户网络具有更高的优先级访问认知用户网络频谱,认知网络需要控制其发射机密度以限制对主用户干扰。认知、主用户节点位置假设服从泊松点分布,推导了认知、主用户网络单跳传输容量,最后进行了仿真验证其正确性。仿真结果表明:主用户网络传输容量随主用户中断概率增加而增加,随增量中断概率的增加而降低。认知用户网络传输容量仅由次用户中断概率参数决定。     

中继协作下认知NOMA网络性能分析

把非正交多址接入（NOMA）技术应用到认知网络中,提出基于中继协作的底层认知NOMA系统模型。在瑞利衰落信道下,考虑一个两跳的通信网络,认知中继同时接收来自主网络发射源和次网络发射源的信号,并采用串行干扰消除策略解码转发接收到的信号。次级网络通过为主网络提供中继解码转发服务,获得接入授权频段的机会;主网络通过贡献出授权频段,换取次级网络协作通信的机会,同时获得了优先解码权,保证了主网络通信的可靠性。推导了系统各个接收端的中断概率闭合表达式,并进行了MATLAB仿真。仿真结果表明:采用中继协作可以有效提升认知NOMA网络的中断概率性能。      

基于空时聚焦传输的多源单中继超宽带网络传输性能分析

超宽带空时聚焦传输降低了多用户传输时的互相干扰,可以让多个源节点和多个目的节点通过一个中继节点进行通信。研究了基于空时聚焦传输的多源单中继超宽带网络的传输性能,分别推导了多址阶段和广播阶段的中断概率,得到了网络吞吐量与用户数目、节点距离、超宽带脉冲宽度、信号帧周期、接收信干噪比等参数之间的解析关系,并通过最大化网络吞吐量以及优化结果分析得到了传输方案的设计准则。最后,仿真结果验证了不同路径损耗因子下2个阶段的中断概率。     

认知网络主用户吞吐量受限下的传输半径分析与仿真

该文针对认知无线电中认知用户对主用户接收机造成的并发通信干扰问题,采用信息论的观点,在主用户吞吐量门限和主用户通信中断概率的限制条件下,首先分析了认知用户对主用户接收机的干扰功率,并引用马尔科夫不等式,推导出主用户传输半径范围,同时数值分析表明:在其他条件一定时,主用户平均吞吐量、认知用户接入数目和主用户传输半径之间是相互量化制约的关系。其次,改进开发了一个基于中断概率的认知无线电网络仿真平台,分析了在不同认知用户密度下,主用户吞吐量和传输半径之间的实际作用关系,验证了所提模型的合理性和正确性。     

非理想频谱检测对主用户干扰的性能分析

实际中认知中继网络的频谱检测不可能完全正确检测频谱状态,次级用户传输会对主用户传输产生干扰。在分布式协作频谱检测和集中式协作频谱检测情况下,研究了认知中继网络中非理想频谱检测对主用户干扰性能的影响。在瑞利信道下推导了非理想频谱检测条件下主用户干扰概率的数学表达式。最后,仿真结果证明了理论分析的合理性,并表明非理想频谱检测会对主用户产生较大干扰,而中继节点数目的增加可以明显降低干扰概率。     

同信道干扰下的中继网络性能分析

分析了两跳中继网络在同信道干扰下的中断概率。在中继网络中,源节点广播信号至所有的中继节点,此时同信道干扰在中继节点或者目的节点处被引入。中继节点采用解码转发策略转发源节点的信号,而目的节点采用最大比合并技术接收来自中继节点的信号。最终推导了各种干扰情形下系统中断概率的闭合表达式。仿真结果表明,解析曲线和蒙特卡洛仿真曲线非常吻合,而同信道干扰在某些场合会对系统性能造成较大影响。分析结果对中继网络的系统设计和参数设置都有一定的参考意义。     

非理想信道状态信息对频谱共享认知中继网络性能的影响

在频谱共享认知中继网络中,非理想信道状态信息可能导致次级用户的干扰超过主用户所能容忍的最大干扰值,从而影响到主用户的正常通信。为了衡量次级用户的传输对主用户性能的影响,该文提出了干扰概率这一性能指标。在非理想的信道状态信息条件下,推导了次级用户采用机会中继与选择协作协议时的干扰概率闭式解析式。理论分析表明,从干扰概率角度看,选择协作协议优于机会中继协议,但二者的极限干扰概率相同。此外,在非理想信道状态信息条件下,无论是采用机会中继还是选择协作协议,增加中继数量都会对主用户造成更大的干扰。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

全双工认知NOMA网络下中继选择策略性能分析

本文把非正交多址接入(NOMA)技术与认知网络相结合,提出了一种基于多中继选择的认知NOMA网络模型。考虑了在瑞利衰落信道下,主网络借助次级网络中的全双工中继实现可靠通信,作为回报,次级网络允许接入授权频谱来传输次级信号。中继同时接收主次信号后,采用串行干扰消除技术(SIC)依次解码主次信号,并根据NOMA协议转发信号到主次用户端。推导了在两种中继选择策略下认知NOMA网络中断概率,并通过了蒙特卡罗仿真验证。仿真结果表明,两阶段中继选择策略和全双工技术能有效提高系统中断性能。      

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。      

频谱异构认知无线电中基于吞吐量降的空时频谱机会感知

在认知无线电(CR)中,频谱感知是实现动态频谱接入的关键技术之一。为适当保护主用户并最大化次级用户的性能,目前大部分相关工作均是用虚报概率和漏检概率作为感知度量来确定最佳感知参数的。但这种度量是用主次用户的碰撞概率来衡量次级用户对主用户的影响的,没有考虑干扰强度的影响,仅适合同构频谱环境;在不同位置次级用户有不同接入机会的异构频谱环境中,并不能最大化频谱利用率。为此,该文首先定义了吞吐量降,并提出在异构频谱环境下采用吞吐量降作为一种新的感知度量。吞吐量降是指由于次级用户占用授权频谱而导致主用户吞吐量下降的百分比。在衡量次级用户对主用户的影响时,它综合了主次用户的碰撞概率和干扰强度两个因素;其次,研究了以吞吐量降为约束的次级用户吞吐量优化问题。最后,数值仿真证实了该方案比目前几种传统方案的频谱利用率显著提高。     

干扰消除对无线Ad Hoc网络传输容量的影响

无线Ad Hoc网络是一个干扰受限系统,网络的容量取决于网络中的干扰信号功率的大小。在目前针对无线Ad Hoc网络容量进行研究的文献中没有使用有效的抑制干扰信号功率的方法,使得网络容量受到很大限制。提出通过设置保护区域的方法来降低干扰信号强度,重新对无线Ad Hoc网络进行建模,并推导了传输容量的上下界。通过仿真结果可以知道,设置保护区域能够极大程度降低网络中的干扰信号强度,合理地设置保护区域大小能有效提高传输容量。     

一种用于移动自组织网的多址接入动态时延退避策略

在移动Ad Hoc网络中，信道接入公平性和吞吐率是MAC协议需解决的重要问题，而IEEE802．11等协议采用的二进制指数退避算法BEB难以满足公平性要求。本文提出了一种基于对节点竞争失败次数（无效RTS）进行计数的方法估计信道争用情况，动态地分配退避计数器初值，从而实现移动Ad Hoc网络的公平多址接入。研究表明，该接入方法能够有效地反映源节点特性，接入公平性好，同时在高负荷和低负荷的情况下，都能提高网络吞吐量，提供良好的QoS保障。     

Topology-Transparent Transmission Scheduling Algorithms in Wireless Ad Hoc Networks

1　Introduction　A Mobile Ad Hoc Network (MANET) is formed by acluster of mobile hosts and can be rapidly deployed withoutany established infrastructure or centralized administration.The design of transmission scheduling is a key design prob lem in Ad Hoc networks. Many topology dependent trans mission scheduling algorithm have been proposed to minimizethe time division multiple access frame length, in whichchanges of topology inevitably require recompilations oftransmiss…     

无线网络中基于DSDV的最大化吞吐量的协作路由算法

为最大化无线自组织网络的吞吐量,提出一种自适应的协作路由算法。在算法中,协作分集技术与路由选择相结合,通过在路由的每一跳选择最佳的中继节点协作发送节点传输信息来改善网络吞吐量。首先通过目的序列距离矢量路由协议（DSDV）初步建立最短路由路径,在每条链路的发送节点和接收节点根据邻节点表选出公共邻居节点,建立候选中继集合;进一步,每一跳根据链路吞吐量,在候选中继集合中自适应选择最多两个中继来协助发送节点进行传输,并根据选出的中继节点数动态分配节点发射功率。在保证系统发射功率一定的情况下,最大化网络吞吐量。仿真结果表明,在相同的发射功率下,相对于非协作路由DSDV算法,采用固定数量中继的协作路由算法提高了整个网络的吞吐量,而自适应的协作路由算法可进一步提高吞吐量;同时仿真了网络吞吐量与网络规模和节点最大移动速度的变化关系。      

基于定向天线的移动自组网路由协议研究

同等功耗下,定向天线能够产生更高的增益,提供更大的传输范围,提高网络的空间复用度和吞吐量,天线选择的方向性又降低了邻近结点之间的相互干扰,采用定向天线能够给移动自组网带来潜在性能的提高。对基于定向天线的移动自组网路由协议进行研究,简单介绍了定向天线,总结了引入定向天线产生的路由问题,对现有的一些典型定向路由协议进行了分类、介绍和比较,最后对引入定向天线带来的好处进行了分析。     

基于图形理论的Ad Hoc网络容量研究

网络容量是评估无线Ad Hoc网络性能的重要参数。本文的目的是研究如何使Ad Hoc网络容量达到最大。文章从一个全新的角度考虑Ad Hoc网络的建模，核心思想是Ad Hoc网络节点间的传输具有有限资源（包括带宽、功率等），在同等条件下若能使网络传输消耗资源最小，则网络容量迭到最大。建立了资源消耗的线性规划方程，利用图论的方法对问题求解并对算法进行改进，得到相应的路由策略。由仿真试验说明修改后的算法更加高效。     

移动Ad Hoc网络中TCP性能的分析和改进

分别采用静态链状拓扑和动态网络拓扑,通过仿真分析和比较了不同TCP版本在移动AdHoc网络中的性能。文中还提出了一种改进的选择性应答算法(SSACK),以解决移动AdHoc网络中由于高丢包率和路由重建引起的TCP接收窗的"缺口(gap)"问题。仿真结果显示,改进的SSACK算法在一定程度上改善了移动AdHoc网络中的TCP性能。     

Scheduling with base station diversity and fairness analysis for the downlink of CDMA cellular networks

Efficient packet scheduling in CDMA cellular networks is a challenging problem due to the time variant and stochastic nature of the channel fading process. Selection diversity is one of the most effective techniques utilizing random and independent variations of diverse channels to improve the performance of communication over fading channels. In this paper, we propose two packet scheduling schemes exploiting base station selection diversity in the downlink of CDMA cellular networks. The proposed schemes rely on the limited instantaneous channel state information (CSI) to select the best user from the best serving base station at each time slot. This technique increases the system throughput by increasing multiuser diversity gain and reducing the effective interference among adjacent base stations. Results of Monte Carlo simulations are given to demonstrate the improvement of system throughput using the proposed scheduling schemes. In addition, we investigate fairness issue of wireless scheduling schemes. Due to different characteristics of wireless scheduling schemes, the existing fairness indexes may result in misleading comparison among different schemes. We propose a new fairness index to compare the overall satisfaction of the network users for different scheduling schemes. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Interference-aware node access scheme in UAV-aided VANET

In vehicular Ad Hoc network (VANET),frequent link handovers and channel interference can lead to increased transmission delay and decreased network throughput.To address the issues,unmanned aerial vehicle (UAV) were introduced to cooperate with vehicles and construct UAV-assisted air-ground integrated VANET.An interference-aware node access scheme was proposed.The node access problem was formulated as a multi-objective optimization problem considering link transmission rate,link handovers and transmit power.Then the optimization problem was decomposed into two convex optimization sub-problems by dual decomposition method,the sub-problem jointly optimizes handovers and link transmission rate while the sub-problem optimizes the transmit power based on link reliability.Finally,simulation results show that the proposed mechanism can effectively improve data delivery ratio,average end-to-end delay and network throughput.     

自组织网MAC协议节能机制的研究与分析

为了解决自组织网节点供电不足的问题，在MAC接入方式的算法上进行改进是有必要的。从功率控制和能量管理两个方面，讨论自组织网几种典型的MAC层节能协议，分析这些算法减少功耗的能力以及在这些协议下自组织网络的吞吐量、时延等网络性能，并指出他们的优势和局限性，最后给出了结论。