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。     

全双工中继网络的功率分配优化

针对全双工(FD)放大转发中继系统中自干扰造成的符号错误率(SER)性能门限问题,提出了FD放大转发中继系统功率分配优化方案。在考虑自干扰存在的环境下,对系统模型进行了数学分析,推导了中断概率和SER的表达式,制定了基于最小SER准则的优化问题,求出了次优的功率分配比。利用Matlab工具对FD放大转发中继系统SER进行了仿真,证明了该功率分配优化方案的有效性。     

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。     

非正交自适应多址中继系统复数域网络编码方案性能分析与优化功率分配

无线中继与网络编码是提高无线通信系统数据可靠性和吞吐率的重要技术手段。该文重点分析了单中继非正交自适应多址系统复数域网络编码问题,即在中继采用选择解码转发自适应策略下的系统可靠性能及其优化设计。首先,论文推导了非正交自适应多址系统复数域网络编码方案的误符号率性能上界、分集度和编码增益;然后,论文以系统编码增益为优化目标,讨论了最优功率分配问题。结果表明,在保证系统满分集的前提下,非正交多址中继系统采用选择解码转发自适应中继策略能以更低的系统实现复杂度获得优于中继采用链路自适应再生策略所能获得的系统性能。此外,优化源节点和中继节点的功率分配因子可以有效地增加系统编码增益、改进系统性能。     

协作通信技术的无线再生中继网功率的最优分配探讨

协作通信技术的关键在于能够为数据的传输提供可靠的分集增益以及能量效益。以此优势,协作通信技术被广泛应用于无线再生中继网网络当中。文章同样建立在协作通信技术的基础之上,就无线再生中继网网络当中,功率最优分配方案的确定方式做详细分析与说明。     

最小功耗的中继选择与功率分配的联合优化

研究采用放大转发协议的单向和双向中继网络中的中继选择与功率分配的联合优化策略。该策略以一定服务质量(QoS)要求为约束条件,以最小化中继网络中各节点的总功率为目标,建立优化问题。运用凸优化技术,得到了该优化问题的闭合解。仿真结果表明在满足相同的QoS要求下,该最优联合策略较传统的随机选择与等功率分配策略具有较低的功率消耗。     

办同蜂窝网络下的最优中继选择和功率分配

对基于协同蜂窝系统下的最优中继选择和功率分配的联合优化算法进行了分析。并在充分考虑了复杂度和负载的情况下,使用全局速率之和作为性能目标的优化条件．同时通过简化模型得到性能的上限,最后采用启发式算法查找到近似最优的中继和功率分配方案。并仿真验证了该算法的的可行性。     

空时编码协作中的中继选择与功率分配联合方案

提出了一种空时编码协作中的中继选择与功率分配联合方案,称为DD(Destination Decision)方案.该方案由目的终端根据协作终端的信道状态信息进行中继选择与功率分配,并决定各中继发送STBC编码矩阵的哪一列,从而避免了通过中继之间的信息交互进行中继选择的冲突.理论分析和仿真结果表明,此方案在保证分集阶数和误码率性能的同时,提高了系统容量.     

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.     

两跳蜂窝移动系统中继信道分配策略

在频率复用因子为1的两跳固定中继节点的蜂窝移动通信系统中,基于现实移动业务分布的时变性和非均匀性,提出了新的中继信道分配策略。与传统的中继信道分配策略相比,该策略不需要BS之间的协作,也能严格控制相邻小区之间同频RS的干扰距离,降低同信道干扰,在较低的系统复杂度下,实现了无线资源的有效利用。     

MIMO-OFDM接力通信系统的最优功率分配

针对两跳多入多出-正交频分复用(MIMO-OFDM)接力通信系统进行研究,每一跳传输采用奇异值分解将多载波上的MIMO信道转化为多个独立子通道,并提出最大化系统容量的最优功率分配问题,其中源节点和中继节点能够在多个子通道上进行联合功率分配;继而采用拉格朗日算法提出最优功率分配算法.由于最优算法涉及一元四次方程组,目前的数学方法不能提供其通解的闭合表达式,因此提出采用迭代过程实现最优功率分配的方法,为MIMO-OFDM接力系统提供了系统容量的上限.数值仿真结果显示,最优功率分配算法能大大提升系统容量,增强系统的传输能力.     

MIMO-OFDM中继通信系统最优功率分配

针对两跳多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM,Multiple-Input Multiple-Output-orthogonal frequency division multiplex）中继通信系统的最优功率分配问题,提出了基于改进粒子群算法（PSO,Partical Swarm Optimization）的分配方案。在约束总发射功率的情况下,利用粒子群算法设置参数少、收敛速度快、全局寻优能力强等特点,将其改进后引入到两跳MIMO-OFDM中继通信系统的最优功率分配中。仿真结果表明,与现有的分配方法相比,改进粒子群算法在同等条件下能更有效地分配功率,提升系统容量,增强系统的传输能力。     

Dual-Hop Non-regenerative OFDM Relay Systems with Chunk-Based Power Allocation

In this paper, we propose dual-hop non-regenerative Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) relay systems without signal buffering and processing delay due to Fast Fourier Transform (FFT) and Inverse FFT (IFFT) at the Relay Node (RN). One scheme uses per subcarrier Power Allocation (PA) at Source Node (SN) and per chunk PA at RN to improve the achievable rate. Another scheme employs per chunk PA at both SN and RN. Numerical results in mobile communication environments show that both schemes improve the achievable rates compared to conventional simple amplify-and-forward relay systems with per subcarrier PA at RN. In particular, the latter scheme can obtain almost the same or slightly higher achievable rates by selecting an appropriate chunk size in severe frequency selective channel and by setting any chunk size in highly frequency-correlated channels. Therefore, chunk-based PA at both SN and RN can be found a beneficial PA for dual-hop OFDM relay systems in terms of competitive achievable rates and relatively small amount of required channel information to calculate allocated power.     

Optimal Energy Harvesting Strategy in Relaying Networks: Dynamic Allocation Scheme and Performance Analysis

Wireless Personal Communications - This paper evaluates the performance of a wireless powered communications system, where an energy-aware relay can ability of controlling proper energy harvesting...     

认知无线电网络中基于功率有效性的最优功率分配

在资源受限的认知无线电网络中,如何提高次用户网络的功率利用率是一个值得考虑的问题。针对这个问题,本文首先提出了认知无线电网络中基于功率有效性的次用户最优功率分配算法,该算法不仅考虑主用户网络中断概率对次用户发射功率的限制,而且兼顾次用户网络本身的中断概率要求。其次,为了进一步降低节点的计算复杂度,本文通过降维处理将目标最优化问题转化为两个子问题进行求解,从而提出一种次优的低复杂度功率分配算法。仿真结果表明,次优算法相比最优算法仅带来有限的性能损失,但是却有效地节省了计算时间和存储空间;此外,当中继节点靠近源节点时更有利于系统功率效率的提高,源节点到目的节点链路相比中继链路对系统的性能影响更大。      

最佳中继协作通信系统的功率分配算法

 为提高基于最佳中继选择的协作通信系统的性能,提出了以最小化系统中断概率为目标的功率分配算法.首先建立了系统的优化模型并证明了待解的优化问题实质是凸优化问题,由此提出了最优功率分配算法并给出了算法步骤.其次,在此基础上提出了一种有效的次最优功率分配算法,该算法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,本文提出的最优算法和次最优算法所得到的功率分配方案与穷举搜索方法的结果非常接近;与等功率分配方案相比,这两种算法均能显著提高系统的中断概率性能.     

感知频谱共享下的多天线功率优化分配算法研究

本文构建了一种在感知结果下具有多天线次用户的频谱共享模型,该模型由单入单出主用户对和多入单出认知用户对构成。当认知用户感知到主用户占用信道时,主用户向认知用户发送Message信息,使得认知用户发射端能够得知主用户对干扰总功率的限制要求,通过自适应地调整认知用户发射机的发射功率,以保证其对主用户不造成有害干扰;如果主用户未占用信道,认知用户立刻以最大发射功率占用信道。并分别在主用户存在和不存在两种情况下,优化认知用户发射机各天线的发射功率来最大化系统总的数据传输率。最后,通过数值仿真来验证推导出的功率分配策略,并对其进行分析和讨论。仿真结果表明:相比于机会频谱接入（Opportunistic Spectrum Access, OSA）和基于感知的频谱共享（Sensing-based spectrum sensing）模式,推导的功率分配策略在提出的模型中可以获得更高的信息传输率。      

A Low-Complexity Hybrid Framework for Combining-Type Non-regenerative MIMO Relaying

Combining-type relay systems can benefit from distributed array gain if the signals retransmitted from different relays are superimposed coherently at the destination. For this purpose, we propose a low-complexity hybrid framework in which the non-regenerative multiple-input-multiple-output relaying matrix at each relay is generated by cascading two substructures, akin to an equalizer for the backward channel and a precoder for the forward channel. For each of these two substructures, we introduced two one-dimensional parametric families of candidate matrix transformations. The first family, non-cooperative by nature, depends only on the backward or forward channel of the same relay. The second (cooperative) family also makes use of information derived from the channels of other relays. This hybrid framework allows for the classification and comparison of all possible combinations of these substructures, including several previously investigated methods and their generalizations. The design parameters can be optimized based on individual channel realizations or on channel statistics; in the latter case, the optimum parameters can be well approximated by linear functions of the signal-to-noise ratios. The proposed methods achieve a good balance between performance and complexity: they outperform existing low-complexity strategies by a large margin in terms of both capacity and bit-error rate, and at the same time, are significantly simpler than previous near-optimal iterative algorithms.     

多小区OFDMA解码转发中继通信系统的分布式资源分配算法

现有的多小区OFDMA中继通信系统资源分配的研究主要集中在单个小区的场景下,而不考虑由相邻小区引起的共信道干扰的影响。然而,实际系统中更高的频率复用因子和较小的小区半径,会导致严重的小区间干扰。该文考虑了多小区OFDMA解码转发中继通信系统的资源分配,它是一个混合离散型优化问题,即使在单小区场景下也是NP-hard难解的。由于全局最优求解的复杂性,该文提出一种分布式的次优的资源分配算法。算法分成两步:首先基于较低的信道反馈系统开销,分配子载波以满足用户的QoS要求;然后,将功率控制问题进一步简化并分解为多个凸优化的子问题,由椭球算法不断收敛的对偶变量迭代调整各个子问题的最优求解。仿真结果表明,与参考算法相比,所提算法的系统容量和边缘用户的吞吐量性能都有很大的提升。