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.     

基于中断概率的协作通信中继选择与功率分配算法

研究了功率受限情况下多中继协作通信网络的中继选择和功率优化问题。在AF网络中,提出了一种低复杂度中继选择与功率分配算法,其目标是在总功率一定的条件下使系统的中断概率最小。本算法对源节点和所有潜在中继节点进行功率分配,结合当前信噪比选择最优的中继集合,通过最速下降法求出使系统中断概率最低的功率分配因子。该算法不需要知道大量瞬时信道信息、不需要系统在等功率条件下进行中继选择,只需求得中继节点排列矩阵便可根据当前信噪比自适应获得最优中继节点集合。仿真结果表明,在相同条件下,该算法明显优于不同中继节点集合下几种算法的中断性能,并且与传统的SAF及AAF算法相比,有效降低了中断概率,提升了系统性能和功率效率。     

一种改进的中继节点选择方案

3GPP标准组织在2004年底启动了其长期演进(LTE)技术的标准化工作.上行传输方案采用带循环前缀的单载波频分多址接入(SC-FDMA)技术.对LTE上行链路进行仿真,实现无中继节点的直接传输.引入中继节点,通过传统最大路径损耗最小(LMP,least maximum pathloss)方案选取最优中继参与协作传输.重点分析并指出了传统LMP算法的缺点和不足,在此基础上提出了一种改进的中继节点选择算法,并结合考虑了源节点和中继节点的功率分配.从系统误码率和用户消耗功率两个方面对各传输方案进行了仿真分析.仿真结果表明LTE上行链路引入中继节点实现协作传输可明显提高系统的误码率性能.协作传输还节约了功率的使用,提高了用户的待机时间和功率效率.相比传统中继选择方案,改进后的LMP算法无论是从误码率还是功率消耗都得到明显改善.     

协同安全传输系统中最佳中继选择技术研究

对于中继不可信的多中继协同传输模型,主要针对如何构建协同安全系统,即利用人工干扰实现系统安全时的协同策略问题.协同系统构建完成后,又考虑了各中继节点间如何进行功率分配来提高系统安全性问题.分别采用等功率分配与最佳功率分配的方式,分析了不同中继节点分布场景下,最佳中继节点选择.结果表明,采用人工干扰的方式能够保证系统的安全传输,最佳中继的选择能够提高系统的安全性能.     

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。      

不对称双向中继信道中的再生双向中继选择及功率分配

该文研究不对称双向中继信道下的被动式再生中继选择问题。首先,通过理论分析给出了传统3节点网络的可达速率域。然后,在瑞利衰落信道环境下,理论推导了系统中断概率的闭合表达式。接着,利用系统业务知识和信道状态信息,提出一种改进型的最大最小中继选择准则。进一步,研究中继端叠加信号的功率分配,提出了两种功率分配因子选择算法,并对所提算法进行了理论分析。仿真结果表明：通过被动式再生中继选择和功率分配可以显著提高系统的中断性能,在信道不对称情况下性能优势明显。     

中继辅助OFDM系统功率优化

主要讨论了DF型中继辅助OFDM通信系统中的功率优化方案,并针对最优的功率优化方案很难得到闭合解的问题,提出了一种迭代的功率优化算法。这种迭代算法将DF型中继辅助OFDM通信系统中,单个子载波上源节点与中继节点间的功率分配问题以及各个子载波之间的功率优化问题分开,首先计算给定某个子载波上发送总功率下源节点与中继节点间的功率分配,然后在此基础上进一步优化子载波间的功率分配,并迭代逼近最优解。实验证明,在给定传输总功率的情况下,与传统的等功率分配相比这种迭代的优化方案可以获得较高的系统性能优势。     

协作通信中的中继技术研究

随着无线信道环境的复杂多样,本文引入了协作通信,并探讨了协作通信中的中继节点选择和功率分配两个重要的技术,最后提出了基于中继节点选择和功率分配的联合优化算法。     

双向协作系统的中继选择和功率分配策略

针对瑞利衰落信道下双向多中继协作通信系统,为了降低中断概率,提出了一种基于最小化中断概率的中继选择策略和功率分配方案。首先联合考虑两条链路的中继节点处信噪比和信道增益实现双链路中继选择,然后推导出一种新的最优中继下双向放大转发协作中断概率的近似表达式上界,并利用凸优化求解得到使中断概率最小的最优功率分配解。仿真结果表明,与现有策略相比,提出的策略能够明显降低系统中断概率和误码率,显著提高系统性能。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

一种基于非正交信道的分布式中继选择及功率分配方法

针对非正交两跳多中继协作通信系统中的分布式中继选择问题,提出了一种基于非正交信道的中继选择准则,简化了系统的设计。分析了其误码率性能,给出了其解析表达式和以总功率为约束条件下的最优功率分配方案。仿真结果表明,最佳中继选择准则明显优于传统的中继选择准则,且在最优功率分配方案下,可以获得明显的分集增益,系统的误码率显著下降。     

基于能量采集的译码转发中继系统功率分配算法

本文针对基于能量采集的译码转发（DF）中继蜂窝异构网络,提出了一种系统容量最大化的功率分配算法。中继和用户节点均采集由基站发送的射频信号的能量;利用采集到的能量,通过时分多址方式,用户节点经中继将信息发送给基站。在满足中继和用户节点采集能量的因果性限制及总功率受限条件下,构建了系统容量的优化模型。利用拉格朗日乘子法和KKT (Karush-Kuhn-Tucker)最优条件,为使系统容量最大化,对中继和用户功率进行分配;通过等效信道增益,将中继功率和用户功率联合优化问题简化为用户功率优化问题,然后通过次梯度算法获得功率最优解。仿真结果表明,与受限于中继和用户采集能量因果性的用户平均功率算法相比较,本文算法可以提高系统平均容量。      

改进蛙跳算法的多中继协作系统最优功率分配

协作通信与直接通信相比能够显著地提高系统性能,功率分配是协作通信中的一个关键问题。为了获得合理的协作中继通信系统功率分配方案,提出一种基于改进蛙跳算法的多中继节点功率分配方法。首先对功率分配问题进行分析,将其转换为一个非线性优化问题,然后将青蛙表示为源节点,中继节点的功率,以平均信噪比作为青蛙的食物,并通过青蛙的信息交流和协作找到最优的功率分配方案,最后采用仿真对比实验对本文算法性能进行测试。仿真结果表明,相对于其它功率分配方法,改进蛙跳算法有效地提高了系统的信道容量,降低了中断概率,以较低的复杂度提高了系统的性能。     

一种联合中继节点选择的博弈功率控制算法

有效的资源分配在协同通信中占有举足轻重的地位,鉴于此,该文研究了其中的中继节点选择和功率控制问题,提出了一种联合中继节点选择的博弈功率控制算法。它的主要思想是从各节点信噪比的角度建立收益函数,并具体针对源节点和中继节点建立不同的代价函数。在认为每个节点都负责的前提下,通过调整各节点功率达到各自效用的最大化,并依据中继节点发送功率的策略空间,优化参与协同的中继节点集合。同时,该文还对纳什均衡的性能进行了数学分析。从仿真结果可以看出,所提算法在复杂度可接受的前提下,能使各节点间的功率得到合理有效的使用,确能改善系统性能。     

一种多源协作网络的分布式功率分配与中继选择算法

该文针对多源-多中继放大转发协作通信网络,以最小化系统总功率为目标,在保证系统满足一定中断概率的前提下,提出了一种分布式功率分配与中继选择算法.算法由源节点自主选择为其转发信息的中继节点,并引入定时器,通过竞争方式避免了分布式所导致的中继选择冲突.中继收到来自源节点的信号后,只需根据转发门限自主判断是否进行转发,从而完成传输.仿真结果表明该分布式算法能够有效降低传输所需要的总发射功率.并且与集中式控制所获得的最优中继选择与功率分配算法相比性能相近,但所提分布式算法显著降低了系统的控制开销.     

中继增强的无线蜂窝多小区系统的联合调度与功率控制算法

针对采用全局频率复用的中继增强的无线蜂窝多小区系统,该文考虑多种通信模式并存的混合场景,提出了一种干扰感知的联合资源分配策略。以最大化系统总吞吐量为目标,同时考虑小区间干扰对中继节点与移动站点的影响,以及基站与中继节点各自的发射功率约束。为了降低计算复杂度,针对用户与中继节点配对问题提出了一种基于小区间干扰的调度算法;针对功率控制问题分别提出了一种基于符号规划的最优功率分配算法和一种次优的最小能耗功率分配算法。仿真结果表明,该文所提算法逼近最优资源分配,在系统吞吐量与能量效率等性能方面具有显著优势。