能量采集衬底式认知协作中继网络安全中断概率分析

能量受限协作中继网络频谱利用率低,生存周期短,无线信道开放性所带来的物理层安全受到威胁,对此,将功率信标辅助射频能量采集技术、认知无线电技术和协作中继网络相结合,构建了一种新的中继节点分散布置的能量收集2跳认知协作中继网络;引入单窃听节点对第2跳传输进行窃听,并结合主动和被动窃听方式提出了最优中继选择和次优中继选择方式,推导了2种中继选择方式下次网络安全中断概率闭合式.数值计算和仿真结果表明,主接收节点和中继数目、中继和窃听节点位置设置、能量采集比例、能量转换效率以及信道容量和安全容量阈值都会对次网络安全中断性能产生显著影响.最优中继选择方式下的次网络安全中断性能明显优于次优中继选择方式.功率信标信号功率或干扰约束的增大使得次网络安全中断概率降低,并趋于饱和.     

基于QoS的D2D资源分配算法

D2D通讯技术是5G通讯的一项关键技术,其最大的特点是数据无需经由基站转发并且能够有效地提升系统容量,提高频带利用率.但是它也存在一定缺陷,由于通讯过程中会占用原有蜂窝信道,D2D用户会对原始的小区用户产生干扰,并且这是一个两种用户相互干扰的过程.因此,D2D资源分配成为D2D技术引入的关键.为了克服在“一对一”D2D频谱分配过程中,每个D2D对仅可以占用一个移动信道的分配方式下,新加入D2D用户不一定会使得总容量变大这一问题,文中提出的算法兼顾了资源分配与功率控制两个方面.实验结果表明,在规定每对D2D用户可占用多个基站小区信道,新加入D2D用户不能使系统总容量减小的条件下,新的算法能有效地提升D2D用户总容量.     

基于复数域网络编码的D2D传输方案设计

终端直通（D2D）用户在复用蜂窝网络频谱资源提高频谱效率的同时,不可避免地会受到蜂窝用户的干扰,为此该文提出一种基于复数域网络编码的D2D传输方案。D2D用户复用蜂窝下行链路频谱,将蜂窝基站和D2D发送端作为两个独立的信源,蜂窝用户作为中继节点。蜂窝用户对检测到的蜂窝信号和D2D信号进行复数域网络编码,D2D接收端采用最大似然多用户检测恢复出D2D信号,消除蜂窝用户对D2D用户的信号干扰。理论分析与仿真结果表明,该方案较传统的D2D传输方案,在确保消除蜂窝信号干扰的同时,能显著提高系统可达速率,降低符号错误概率。     

动态多中继协同节点选择算法

为优化协同通信系统的性能,提出了一种动态多中继译码转发(DF)协同节点选择算法MRS-DF.该算法联合考虑节点的剩余能量信息和信道状态信息对网络生存时间进行优化,以获得更长的网络生存时间和更大的信道容量.仿真验证表明,动态分配中继功率时,选择4个中继性能已经达到最优.MRS-DF算法的网络生存时间和信道容量远大于仅考虑...     

Optimal power allocation for a video layered multicasting relay strategy in cellular system

Within a cell of cellular system,cooperative relay technique can improve the performance of multicast efficiently,but it can cause the stream frequent interruptions because of the mobility of relay terminals.A video layered cooperative relay strategy is proposed to guarantee the continuity of multicast stream and retain high-bandwidth of the cooperative relay channel.Based on the capacity analysis for layered relay channel in the strategy,the optimal power allocation is studied to maximize capacity.After analyzing and optimizing the capacity in abstract models,the study is extended to a non-fading and a Gaussian wireless channel model to satisfy the scenario of cellular system.Giving the relay nodes position or distribution of noise power,the obtained results can determine the optimal power allocation among the transmitter and relay nodes.At last,the simulation results show that the strategy and its optimal power allocation have a significant improvement on the performance.     

协同通信系统中基于系统容量的功率分配研究

对放大转发协同中继系统进行了容量分析,综合考虑源节点与中继节点以及各中继节点之间不同功率分配对系统容量的影响．基于中继信道强度的瓶颈效应,提出了一种使系统容量最大的优化功率分配方案,并得到了源节点功率Ps、中继节点总功率Pr、各个中继节点功率Pi的闭合表达式．仿真结果表明,相比传统的等功率分配,该方案使系统容量显著提高,特别是当信道信噪比较低时,提高比例超过90％;又因其复杂度低,该算法有很强的实用性．     

协作通信系统中能效优化的中继分配算法

在协作通信系统中,中继节点的合理分配对于系统性能提升具有重要的意义。然而,现有的方法往往只从系统容量最大化或者功率最小化单方面研究中继节点分配,缺乏对两者的综合考虑以致最终的中继分配结果不是最优。通过对基于能效(容量/发送功率)的中继分配进行研究,提出一种能效最大化为目标的中继分配算法(EERAA)。该算法首先优化各协作链路能效,然后通过最大权重匹配方法为各源移动终端进行中继节点的分配,从而有效地提高系统能效。经仿真验证,该算法跟现有的算法相比,能得到更高的系统能效。     

认知无线电网络中的参数优化问题

针对在多协作用户宽带信道情况下,认知无线电网络中当信道增益固定时,检测时间、功率以及带宽分配等参数的优化问题,提出了各参数的联合优化算法.以信道容量为目标函数,给出了最优的资源分配算法.结果表明,该算法能够实现频谱接入并且极大地提高了次用户系统的总信道容量,且资源分配与主用户占用的概率、峰值发射功率和干扰约束等因素有关.在多认知用户网络中,参与合作的用户越多,接收信号的信噪比越高,次用户系统的总信道容量越大.     

Opportunistic best-relay node selection for cooperative transmission improvement over underlay cognitive radio networks

In cognitive radio (CR) relay networks,most previous work concentrates on maximizing physical layer quality of service (QoS),e.g.,spectral efficiency and achievable data rate,as relay selection criteri...     

一种结合威望的D2D通信中继选择算法

为了使终端直通通信能够公平有效地选择中继节点,提出了一种基于威望的中继选择算法．利用威望从社会域的角度描述了设备作为中继的意愿和能力; 同时在物理域分析了设备之间在不同传输模式下的数据传输情况; 采用博弈论的方法在候选中继设备中选出适合的中继,避免了社会关系弱、剩余能量低的设备被选作中继．结果表明,与随机选择算法和最大吞吐量算法相比,该算法提高了系统的吞吐量、终端直通链路的覆盖率以及中继选择的合理性．     

整体优化的吞吐量预测中继选择策略

提出了一种蜂窝网络中关于移动中继的选择方案,将小区内的用户按照下行路径损耗分为一跳用户和两跳用户.一跳用户由基站直接对其分配资源,两跳用户采用整体优化的吞吐量预测中继选择算法选择空闲用户作为中继节点.该算法全面考虑了带宽与信道质量对通信速率的影响,以两跳用户所在接入链路与回程链路吞吐量相等为原则主动调节两跳用户带宽分配比例,并且通过匈牙利算法计算出系统吞吐量最大时的最佳匹配矩阵.仿真结果表明,该算法能够有效提升边缘用户吞吐量和频谱利用率.     

基于PSNodeRank算法的电力系统关键节点辨识方法

电力系统中的某些关键节点在系统发生大规模连锁故障的时候可能会对故障的扩大起着推动的作用。为了提高关键节点辨识的速度和准确性,该文通过对Google公司提出的PageRank算法进行改进,提出基于PSNodeRank算法的电网关键节点辨识方法。该方法选取电网关键节点的重要评价指标,建立电力系统有向加权网络模型。考虑电力系统网络的网络链接方向和权值的特性,该文提出PSNodeRank值对节点进行评估,并具体描述每个节点的重要性,再利用电力系统分区特点,对大电网节点重要性的复杂计算过程进行改进,大大提高了运算速度,减少了运算所需存储容量。最后,通过对IEEE 39节点系统进行仿真,所得结果表明:该文所提方法计算的指标可以有效、准确地辨识出电网中的关键节点,判断它们在交直流电网自组织临界演化过程中的作用。对预防系统向连锁故障临界状态演化有着重要的意义。     

基于近邻算法的无线传感器网络功率控制

针对因无线传感器网络节点部署的密集性和随机性造成单一、不变的发射功率无法满足无线传感器网络能量高效的要求,提出基于近邻算法的无线传感器网络功率控制算法(NNPC).该算法中Sink节点保存整个网络拓扑结构的信息,利用多近邻算法评估节点密度,确定最优通信距离.结合Friss自由空间模型和两线地面传播模型计算当前网络最优发射功率,Sink节点广播通知节点采用最优发射功率发送数据.如果节点没有接收到广播包,那么节点采用默认的最大发射功率.仿真结果表明,基于近邻算法的网络功率控制算法能提高整个无线传感器网络的生存时间,节省网络的平均能耗.     

基于最优刚性子图的势博弈无线传感器网络拓扑优化算法

为了高效的利用网络资源,均衡网络拓扑能耗、剔除网络拓扑冗余链路、降低节点负载、最大化的延长网络的生命周期。本文通过势博弈和最优刚性子图的概念,综合考虑节点的剩余能量、节点的负载及网络拓扑链路的冗余性,设计了一种基于最优刚性子图的势博弈无线传感器网络拓扑优化算法(PGOSG)。首先,根据节点间通信的功率变化,构造节点的功率集合作为博弈的策略集,利用势博弈理论以均衡能耗均衡为目标构建势博弈函数,并使其收敛至纳什均衡点,进而构建初步的网络拓扑结构。然后,利用最优刚性图全局链路数较少,且不损坏网络拓扑结构的特性,在上一步构建的网络拓扑结构上,利用最优刚性子图逐层剔除网络拓扑中的冗余链路,得到最终的网络拓扑结构。仿真实验分析了PGOSG算法的网络拓扑图、链路通信质量、网络鲁棒性以及网络生命周期,并将其与现有的DEBA算法进行了对比。从仿真结果可知：在拓扑结构上,PGOSG算法在网络的通信链路上剔除了网络中的冗余链路,降低了网络中部分节点的负载。在能耗均衡上,博弈算法制定了节点数据转发规则有效的利用了网络资源,均衡了节点能耗、避免节点间冗余转发。因此本文提出的算法能够剔除网络中的冗余链路,降低节点的负载和链路权值,延长网络生存时间。     

非对称双向中继信道中断概率分析与功率分配策略

为改善非对称瑞利衰落信道下双向放大转发中继系统的中断性能,提出一种新的最小化中断概率的功率分配方案.引入非对称因子,通过理论分析给出传统三节点网络结构中4种非对称双向中继信道下系统中断概率的闭合表达式,并通过仿真比较发现下行信道非对称系统中断性能最差.针对下行信道非对称系统,利用基于信道状态信息的用户节点功率分配方案来最小化中断概率,该方案中功率分配值为与非对称因子有关的分段函数,节点能根据信道状态的变化自适应调整发射功率.仿真实验结果表明:提出的功率分配方案可以改善下行非对称双向中继系统的中断性能,与等功率分配方案相比,非对称因子越小,改善效果越好.     

节点与链路协作的动态虚拟光网络映射算法

针对如何使逻辑上相互隔离的多个动态虚拟光网络高效地共享底层弹性光网络资源问题,提出了节点与链路协作的动态虚拟光网络映射算法．该算法在进行节点映射时不仅考虑了节点的计算容量、频谱资源以及要映射节点和已映射节点的对应关系,而且在节点映射的阶段就考虑了链路映射,将一个虚拟节点的相邻虚拟节点就近映射到一个物理节点的周围,做到了节点与链路的协作,从而避免了链路映射时使用长跳的物理路径．仿真结果表明,该算法在业务的阻塞率和链路利用率方面都有了明显的改善,可有效地节约网络资源．     

C-V2X下基于信用卡风险评估的中继选择算法

针对车载协作通信中由于中继的自私行为会导致通信系统数据传输速率低的问题,提出一种基于信用卡社交网络用户信任度评估的最优中继选择算法。首先,建立一个综合社交网络和物理层的D2D中继协作双层模型,模型刻画了车辆节点人为属性。再从业务需求节点角度,利用信用卡风险评估方式对中继用户的信任度进行评估,并通过决策论对用户进行信任等级划分;从中继用户的角度,对信任度较好的用户进行激励补偿。最后,筛选出信任度高价格合理的最优中继。数值分析结果表明,相比于仅对积极中继用户进行选择的算法,该算法的通信系统数据传输率提高了10%左右。     

联合功率控制的D2D资源分配算法

针对D2D通信引入LTE网络中同频干扰以及能耗过大问题,首先基于模糊聚类算法,将D2D用户分成若干个D2 D用户组,并且基于中断概率最小为每个D2 D用户组寻找最优蜂窝用户资源,以降低用户间干扰、提高系统吞吐量。其次结合上述资源分配提出了一种有效的功率控制方案,调节资源分配后用户组内D2 D用户的发送功率,以提高系统能量效率。仿真结果表明：该算法降低了系统干扰,提高了系统吞吐量以及系统能量效率,同时又保证了D2 D用户获得无线资源的公平性。     

无线Mesh网络功率控制与信道分配联合优化

针对无线Mesh网络网关节点和网络链路承载的负载不均问题,择优选择网关节点,并设计链路权重,构建以网络加权吞吐量为优化目标的资源分配模型.在构建的资源分配模型下,提出一种基于Q学习和差分进化的联合功率控制与信道分配算法（QDJPCA）.该算法通过获取功率控制的反馈结果,采用基于多重变异和自适应交叉因子的差分进化算法进行信道分配;针对每次迭代产生的信道分配结果,采用基于状态聚类和状态修正的Q学习算法实现功率控制.NS-3仿真结果表明,QDJPCA能够有效求解所提资源分配模型,在优先保证网关负载均衡和高负载链路吞吐量性能的基础上提升网络整体性能.     

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.