协作通信中的中继节点选取和功率分配联合优化

为了优化协作通信系统的性能,提出了一种基于信道容量增益的中继节点选取策略,并在此基础上提出了源节点和中继节点最优功率分配算法。通过采用凸优化的算法,功率在源节点和中继节点间得到了合理的分配。理论分析和仿真验证表明,所提算法能以较低的复杂度显著提高系统性能和功率效率,因而可以有效地用于基于中继传输的协作通信中。     

基于中继选择的协作多播能效优化

针对多阶段协作多播无线网络的能效优化问题,基于香农理论,将能量效率最大化问题转化为能量消耗最小化问题,提出综合基站的覆盖率、中继的组合、每个中继传输的用户组合、基站与中继的传输时间的优化方案,通过比较所有组合的目标函数找到最优解。选择2个中继转发数据的简化网络,提出了一种优化方案。仿真结果表明,提出的协作多播调度方案比传统多播方案能量效率更高,对于协作多播调度方案,通过设置合适的基站覆盖率和优化中继组合能使能量效率达到最高。     

最近中继协作算法研究

为提升多中继协作通信系统性能,提出一种最近中继协作的传输算法。算法通过选择最近的邻居节点作为中继来辅助传输。通过公式推导,计算出中断概率与小区半径和发送功率直接的关系,仿真结果表明,提出的算法得到的仿真结果更接近Genie-aided算法的理论值下界值,且优于直接传输和分布式协作传输方案。固定小区半径时,当达到一定的中断概率时,发送功率降低了6 dBW。     

协作通信网络中基于Lagrange算法的中继选择和功率优化方案

协作通信技术可以有效获取空间分集,并进一步改善系统的性能。为最小化多中继解码转发(decode-and-forward,DF)协作通信系统的总功率,同时满足系统要求的数据传输速率,提出了一种基于Lagrange算法的中继选择和功率分配的联合优化方案。首先根据信源与中继的瞬时信道状态信息(channel state information, CSI)使信源的发送功率最小化,然后选择出最大的可解码中继集合,再利用Lagrange算法对中继功率进行优化,根据得到的信源和中继的功率分配,选择出最佳中继集合,达到最小化系统总功率的目的。仿真结果表明,相对于直传方案和机会中继(opportunistic relay selection, ORS)方案,本研究中总功率消耗明显减少。     

多源-多中继协作通信的中继选择与功率分配

针对多中继协作通信带来的中断性能差与高能耗问题,在N个源节点的混合译码放大转发网络中,提出了一种基于多源-多中继协作通信的中继选择与功率分配方案.该方案将空闲时的N-1个源节点当作"中继节点","中继节点"根据信道统计特性值自适应地降序排列,选取M个"中继节点"组成最优中继集合.当中断概率一定时,根据信噪比门限判断被选择M个"中继节点"的协作方式,构造系统总功率Lagrange函数,通过 Karush-Kuhn-Tucker极值条件求得系统各节点的最小功率.数值分析结果表明,在传输速率为0.5~0.8 bit·s-1·Hz-1范围内,相比于放大转发方式下的多源-多中继协作通信的功率分配方案,该功率分配方案的总功率节省了9~22 dBm,极大地减小了系统资源的消耗.     

DF协作系统中基于中断概率的功率分配算法

针对译码转发(DF)协作通信系统中源和中继采用平均功率分配,导致系统资源利用率较低的问题,提出了一种基于中断概率分析的功率分配算法.该算法以降低系统的中断概率为目标,根据用户上行信道和用户间信道的平均信噪比,推导出该模型的系统平均中断概率上下限表达式,并通过黄金分割法迭代出使系统平均中断概率降低的功率分配因子.仿真结果...     

前向放大协作中继系统中的优化功率分配

对于无线通信系统中的单天线节点来说,协作中继技术能有效地提高通信性能。研究了瑞利衰落信道下两跳放大前传协作中继系统的最优化功率分配问题。推导了高信噪比条件下的协作中继系统的中断概率的理论公式,适用于研究不同信道条件的功率优化分配;证明了高信噪比时基于符号错误率和中断概率最小化的最优化功率分配问题是等效的,为相关结论的推广应用提供了理论依据。仿真表明高信噪比条件下,基于推导的中断概率理论公式来实现最优化功率分配是可靠有效的。     

MIMO协作传输系统的中继选择及中断概率分析

为实现多输入多输出(MIMO)再生中继网络中源节点和目的节点之间的协作传输,提出了一种中继选择算法. 被选中的中继节点的两跳链路等效功率增益的最小值在所有备选中继节点中最大. 针对该选择策略,采用一种理论近似的方法分析了其中断概率. 基于这种协作策略还给出了在总功率受限的条件下,源节点和中继节点之间的功率分配方法. 理论分析和仿真结果表明,该选择算法可显著降低系统中断概率. 同时,分布式的选择算法在系统性能和复杂度之间取得了较好的平衡,是可使用的中继选择策略.     

应用于中继蜂窝网络的混合式协作中继选择算法

提出一种应用于中继蜂窝网络的混合型协作中继选择算法(HCRSA). 当用户采用中继传输时,为实现协作通信,HCRSA算法根据当前小区中的用户密度情况,动态地选择了基站和中继节点之间的协作传输,或中继节点和协作用户之间的协作传输. 仿真结果表明,与固定中继选择相比,HCRSA能根据网络中的实际情况选择不同的协作中继机制,充分利用协作中继来有效提高用户容量,提升系统性能. 性能。     

异构无线通信系统的协同中继节点选择

提出了一种基于协同机理的异构无线网络融合机制,并就协同中继节点选择给出了一种基于效用函数的理论优化模型. 该模型在保证第1跳和第2跳链路传输速率匹配的前提下,能从全局优化的角度选择最佳的中继节点. 为了降低计算复杂度,给出了一种次优的异构协同中继节点选择算法. 仿真结果表明, 所提出的协同中继节点选择算法能显著提高异构网络的性能.     

(研究生论坛)基于中继转播的认知无线电协作检测算法

针对低信噪比用户的不准确检测会降低认知无线电协作检测的性能,本文提出了高信噪比用户作为中继向低信噪比用户转播其检测信息的协作检测算法。算法中高信噪比用户向所有信噪比它低的用户转播它的检测信息,各用户通过选择最佳的权重对接收到的检测信息(包括本地检测信息)进行本地融合判决以获取最大的检测概率,融合中心采用“或准则”融合各用户的检测结果并对授权用户做出最后判决。仿真表明,本文算法较传统的协作检测算法检测概率要高,并且当平均信噪比增加时,本文算法的检测概率会有较大的提高。     

基于二分图最大赋权匹配的网络编码中继选择

针对多用户多中继场景,为了进一步提升系统的吞吐量,需要为用户选择合适的中继协助其传输. 考虑到多址网络编码中继的中继选择问题是一个复杂的优化问题,为了降低其求解复杂度,将中继网络建模为带权二分图,中继选择最优解即转化为图论中求二分图最大赋权匹配问题. 分别将Kuhn和Munkres（KM）算法和贪婪算法应用于多址接入中继网络的中继选择,蒙特卡洛仿真结果表明,KM算法求解的遍历容量略高于贪婪算法.     

Relay incentive in cooperative communication by exploiting link imbalance

A relay incentive mechanism based on link imbalance(LIABLE) is proposed for the cooperative downlink communication system. In order to encourage nodes to participate in cooperation, the communication resource is offered as a reward to the relay node that participates in data cooperation. Unlike traditional bottleneck elimination methods in multi-hop end-to-end communication, the LIABLE attempts to make use of the bottleneck caused by link imbalance. Moreover, the location and size of the bottleneck can be controlled on demand by adjusting the relay's transmit power, so that the difference of data rates between two hops can be afforded to the relay as a reward. Simulation results show that the proposed scheme can provide appropriate compensation to the relay node on premise that the destination's transmission performance is guaranteed. In addition, enhancement of the system spectral efficiency and the relay node's energy efficiency can be realized.     

解码转发协同中继网络多用户分集

理论分析了协同中继网络中多用户分集的性能,推导得出了在解码转发方式下,基于多用户分集增益的系统中断概率和符号错误概率的闭式表达式。理论和仿真研究表明,在多用户协作中继网络中,运用多用户调度策略可获得较高的分集度增益. 多用户协作中继网络中的中继和接入用户均是有效的多用户分集增益源.     

基于统计特性的多天线能效优化

针对多天线链路,提出基于信道统计特性的传输与能效优化方案.接收端采用基于训练序列的最小均方误差估计获得信道估计值,并基于码本进行有限反馈,从而使得发送端获得信道状态信息并进行波束赋形的数据传输.针对这一传输过程进行能效优化,根据其信道统计特性对最小均方误差估计值和估计误差及码本反馈量化值和反馈误差进行统计分析,进而形成针对能效度量的统计分析和能效优化模型,并给出能效最大化的训练功率及数据功率分配方案.仿真结果表明,与已有静态功率分配方案相比,提出方案可以有效地提高系统能效性,且在快速时变信道环境下,以极低复杂度获得趋近于已有动态功率分配方案的性能.     

一种基于AF协作通信的TDOA定位算法

介绍了TDOA定位算法和AF协作通信,针对TDOA定位算法在恶劣信道环境下面临信标节点数量不足的问题,提出了一种改进算法。基于AF协作通信原理,引入仅有转发功能的廉价中继节点,在信道环境劣化时将中继节点升级为信标节点,满足定位对信标节点数量的需求,完成定位运算。该算法无需额外硬件支撑,功耗小,成本低,适合大规模应用。     

SCMA网络中基于能量效率最大化的分层多播资源分配算法

稀疏码多址接入技术可以高效的提升频谱效率,因此被作为5G网络的候选接入技术之一。首先研究稀疏码多址接入网络中的分层多播策略,在该策略下使得网络容量不再受限于多播组中最差用户的信道质量。在满足多播组服务质量需求的同时,公式了网络能量效率最大化的最优化问题,该最优化问题由码本分配与功率分配联合解决。为了减少解决最优化问题的计算复杂度,提出分离码本分配与功率分配的快速次优化算法。最后,仿真结果显示提出的分层多播的快速次优化算法在基于稀疏码多址接入网络中的网络能量效率方面要优于采用传统多播策略的稀疏码多址接入网络,和基于正交频分多址网络。并且,提出的快速次优化算法在稀疏码多址接入网络中的多播系统功效要优于正交频分复用网络中的多播系统功效。