基于信道质量和网络寿命的最优中继选择策略

针对中继节点因剩余能量不足而不能长时间协作通信的问题,在HDAF协作系统中,提出了一种基于各中继节点信道状态信息(CSI)和剩余能量信息(REI)联合考虑的多中继集合选择方案.该方案根据节点CSI和REI构造加权函数,通过控制容量增益门限进行多节点选择.仿真结果表明,该方案在满足系统通信前提下,很大程度上提升了系统的网络寿命;与传统基于CSI中继选择方案相比,该方案网络生存时间最高提升约19.8%.     

5G移动通信系统中协作定位技术展望

5G是首个将定位服务作为设计目标之一的移动通信系统.相比过往通信系统,大规模多输入多输出技术(Multiple Input Multiple Output,MIMO)、超密集网络、毫米波传输以及设备到设备(Device-to-Device,D2D)通信的引入不仅可以进一步提升系统的通信性能,同时可用于提高无线定位的精度和适用范围.本文通过对比5G移动通信系统和历代移动通信系统在可用定位技术方面不同之处,指出了引入协作定位技术的必要性和可行性.     

车联网协作通信移动接入点选择算法

考虑车联网节点高速运动导致的频繁切换和通信中断问题,提出了基于移动接入点的车联网模型,在基于移动接入点的协作通信5G无蜂窝车联网方案中,给出了选择车辆担任协作移动接入点的三个简单有效的原则,以构建5G无蜂窝移动接入网络.仿真实验比较了不同移动接入点选择方法下移动接入点的空间特性分布以及系统的连通性,并给出不同要求下的最佳方案.理论分析和仿真结果表明:采用基于距离的移动接入点选择算法,相比简单的随机移动接入点选择方法,提高了车联网的连通性,而基于顺序的移动接入点选择算法则能提供最好的负载均衡特性.     

基于协作分集技术的无线传感器网络传输性能

对基于协作分集技术的传感器网络传输性能问题进行了深入研究,建立了多信源、多信宿和多中继的传感器网络协作分集模型,推导出了在该模型下传感器网络的传输性能具体表达式,据此可以定量地计算在协作分集下多信源、多信宿和多中继的传感器网络的传输性能指标,为进一步讨论协作选择策略等技术方案在实际的无线传感器网络环境中的应用提供理论上的判断依据.另一方面,本文也从理论上证明了协作分集技术可以提高传感器网络的传输性能.最后利用仿真参数,给出了主要的几个仿真结果,其反应出来的协作通信下的无线传感器网络传输性能变化特点与本文的结论相吻合.     

信道衰落对网络编码系统性能的影响

网络编码通过使中继节点获得一定的信息处理能力,可以有效地改善网络性能。文中主要研究了用户与中继间的信道衰落对网络编码系统性能的影响。中继节点对接收到的两用户信息进行解码并根据解码情况进行编码操作,协助两用户同基站之间的通信。对中继的解码情况进行了讨论并给出了等功率分配条件下传统的协作中继网络和协作网络编码模型的中断概率。理论分析和仿真结果表明存在信道衰落时,采用网络编码可以使得系统更加稳定可靠,并提高频谱效率。     

基于定向天线和最佳中继选择AF策略的协作通信系统

提出了采用定向天线和最佳中继选择AF协作策略的多中继协作通信系统,从理论上推导出相应的系统中断概率公式.结合理论分析结果对中断概率和信噪比、信道衰落系数、天线功率增益、中继节点数以及节点功率分配系数之间的关系进行了仿真分析.结果表明:采用定向天线和最佳中继选择AF协作策略的通信系统,不但满足军事通信的射频隐身特性要求,而且在小信噪比、深衰落信道及参与协作中继节点有限的条件下,比采用相同策略的全向天线协作通信系统具有更小的中断概率,提高了通信可靠性.     

基于信道特性的中继选择协作通信方法研究

根据信道统计特性,研究了放大转发(amplify-and-forward,AF)协作中继网络中的中继选择协作通信方法.首先分析指出在等功率条件下,当信噪比小于某个门限时,选择单个中继节点进行转发(pre-select single relay AF,SAF)比所有节点都转发(all relays AF,AAF)的中断概率小.基于此信噪比门限提出一种中继选择协作通信方法,并且指出这种选择方法使得SAF的中断概率最小;然后结合功率分配提出了一种使中断概率最小化的最优中继选择协作通信方法;最后为了降低复杂度,提出了一种次优中继选择协作通信方法.仿真结果表明,这种次优方法和最优中继选择协作通信方法相比,性能相近.     

四节点协作通信切换通用模型的建立和性能分析

在三节点中继信道模型的基础上,根据协作通信和切换技术的特点尝试性地建立四节点的协作通信切换通用模型,并对通用模型进行仿真和系统性能分析。四节点的协作通信切换通用模型的系统性能在中低信噪比时明显优于传统通信切换,高信噪比时与传统通讯切换的性能差别不大。四节点的协作通信切换通用模型解决了切换技术在协作通信中的实现问题。     

多跳水声协作网络中的隐蔽通信与能量消耗优化

多跳水声协作网络可提高数据传输速率、降低系统整体能量消耗,但隐蔽性却大大降低.以在多跳水声协作网络中进行隐蔽通信为目标,研究了相同检测概率情况下如何选择最优跳数使系统功耗最小的方法.根据多跳水声协作网络隐蔽通信系统的检测概率计算模型和能量消耗计算模型,在兼顾检测概率与能量消耗的条件下,推导了系统最佳跳数的取值范围,并仿真分析了不同目标信噪比、通信距离等因素对系统跳数优化选择的影响.仿真结果表明,在给定的仿真条件下,多跳水声协作网络隐蔽通信系统的跳数取值在2~6之间,可满足检测概率小于0.5的隐蔽通信要求,同时系统能量消耗相对较低.     

多信息流协作自组织网络资源优化策略研究综述

在基于协作通信的自组织网络中,需要对无线通信资源进行优化控制与合理协调,以提高对这些资源的使用效率,进而达到提高网络性能的目的;针对多信息流网络环境,以分布式最佳中继选择、基于节点状态的协作传输自适应以及跨层协作路由三大资源优化策略作为研究内容,对当前存在的研究成果进行了详尽的综述,并指出未来需要研究的内容以及需要解决的关键问题。     

协作通信物理层安全策略性能分析

协作通信与物理层信息安全是现代无线通信领域中的两个具备研究价值的方面。结合了两者的特点,研究了基于协作通信的物理层安全模型,对其中的放大转发策略和协作拥塞策略进行了最优安全容量分析,并针对目前相关研究内容并未涉及详细的性能场景分析的情况,对放大转发策略与协作拥塞策略进行了多个不同场景下的安全容量性能对比并进行了相应的理论分析。仿真研究表明,放大转发策略比协作拥塞策略更加稳定,更不易受场景变化的影响,此外,增加中继的天线数量所带来的性能提升也等效于增加中继数量。     

基于中继选择的协作通信系统 遍历信道容量分析

本文对中继选择协作通信网络系统的遍历信道容量展开研究.在假设独立同分布瑞利信道条件下,分别推导出机会中继选择算法和部分中继选择算法解码转发中继模式下一些重要因素的闭式表达式,包括累计概率密度函数,累积分布函数和遍历信道容量.结果表明,利用中继选择技术能有效提高系统分集度.此外,遍历信道容量性能受中继节点数目、链路信噪比的影响.通过数值仿真分析验证了理论闭式解的正确性.实验结果表明通过信道反馈状态信息调节最优数据发送速率,非中断信道容量能达到遍历信道容量.     

多天线中继系统中基于博弈论的协作通信

近年来,多天线中继系统在提高系统容量和可靠性方面有着显著的效果,多天线中继网络已经被认为是4G的热门技术.本文结合多天线中继系统与博弈论,将博弈论引入到多天线中继系统,针对放大转发的中继网络,在理想信道下,讨论协作与非协作的情况.给出不同信道节点的信噪比增益和协作率的纳什议价解.仿真结果表明,系统在采用最优的合并方式和次优的合并方式中,通过比较发现,采用最优的合并方法,对节点的协作率和信噪比增益有显著的提高.     

基于LTE—Advanced的协作通信系统模型分析与研究

针对LTE—Advanced（LTE—A）的高性能、协作通信在增大覆盖范围等方面的优势、MIMO技术在移动终端实现的局限性等,提出了一种基于LTE—A并采用扩展的空间信道模型（SCME）法来描述的协作通信系统模型。基于3GPP定义的Case3（郊区）场景,针对Rican衰落传播环境,对该协作通信系统模型的性能进行了研究。充分考虑了每小区中继站节点参数配置、中继站的部署及发射功率的分配对系统性能的影响,并进行了仿真。且仿真结果表明：基于LTE—A的通信系统模型中所采用的中继技术能实现系统更好的性能。     

电力线双向中继通信中基于估计转发和门限近似的PLNC算法

编码协作技术可提高电力线远距离通信的性能。为了满足非对称电力线双向中继系统的要求,论文针对中继脉冲噪声,提出了一种基于中继概率密度函数的估计转发和门限近似的物理层网络编码算法。首先分析了中继信号的概率密度分布,推导了中继编码信号的均值和方差公式;接着分析了不同信道参数下中继概率密度函数的平层特性,利用门限法对多维信号进行了简化近似。最后针对提出的算法进行了算法仿真,仿真结果验证了所提算法的有效性和可靠性,并存在最优化的功率分配因子。     

协作分集中的移动中继研究

协作分集是近几年无线通信技术的研究热点.在协作通信中合理的选择中继能给系统带来更大的增益,进一步提高系统性能.主要研究了在中继中使用放大转发协议,接收端使用提高的信噪比合并方式,中继处于不同位置下的协作分集系统的性能,并对各种情况进行Matlab仿真,对仿真结果进行比较和分析.仿真结果表明,在中继、发送端和接收端三者的距离之比为1∶0.5∶0.5时,系统能够获得较好的性能.     

随机分布多跳协作分集系统中断性能研究

针对解码转发(DF)多跳分集系统不能满足空间满分集和通信终端移动性不足的问题,构造了一种随机分布中继多跳协作分集系统模型.根据模型提出新的改进的选择性解码转发(SDF)算法,推导了在高信噪比条件下选择解码转发(SDF)中继系统的中断概率近似表达式.仿真结果表明在随机分布多跳协作分集系统中,SDF较DF相比能够有效提高此系统的传输可靠性,并能获得空间满分集增益.同时,得出此通信系统性能随着中继选择区域覆盖半径的增加而有所改善.     

随机分布多跳协作分集系统中断性能研究

针对解码转发(DF)多跳分集系统不能满足空间满分集和通信终端移动性不足的问题,构造了一种随机分布中继多跳协作分集系统模型.根据模型提出新的改进的选择性解码转发(SDF)算法,推导了在高信噪比条件下选择解码转发(SDF)中继系统的中断概率近似表达式.仿真结果表明在随机分布多跳协作分集系统中,SDF较DF相比能够有效提高此系统的传输可靠性,并能获得空间满分集增益.同时,得出此通信系统性能随着中继选择区域覆盖半径的增加而有所改善.     

能量均衡的协作中继选择算法

为了最大化协作多中继通信系统的网络寿命,研究了在放大-转发(amplification-forward, AF)中继协作方式下网络寿命的折中优化问题,提出了一种最优能量均衡(optimal energy equilibrium, OEE)的中继协作节点选择方案。通过对AF中继每一跳接收端信噪比(signal noise rate, SNR)的计算,推导了AF两跳中继目的终端的误码率表达式,同时联合节点的剩余能量信息和信道状态信息(channel state information, CSI),利用能量均衡的思想,合理引入和设置优化因子来有效选择转发中继,延长网络寿命。理论分析和仿真结果表明,相比CSI中继选择和模糊综合评价(fuzzy comprehensive evaluation, FCE)中继选择方案,提出的中继选择方案不仅有效地提高了系统的网络寿命,而且在相同信噪比的情况下误码率性能有明显的改善。     

认知多用户多中继协作蜂窝网络最优共同功率和频谱分配

研究了基于认知无线电的多用户多中继协作蜂窝网络最优功率和频谱共同分配问题,建立了基于发射功率向量和中继结点频谱分配向量为参数的网络最优功率和频谱最优化分配模型,应用罚函数法对提出的最优化分配模型进行求解,提出了一种多认知用户多中继协作蜂窝网络最优功率和频谱共同分配方法。仿真验证了提出的方法正确性和有效性,仿真结果表明提出的分配方法能对发射功率和中继结点频谱进行最优分配,保障每个结点获得最优吞吐量的基础上最大化网络总的吞吐量。