基于成对用户大规模MIMO两跳中继系统的最优能效设计

该文针对成对用户大规模MIMO中继系统,研究了最优能效准则下的系统参数设计。在中继采用最大比合并/最大比发射(MRC/MRT)预编码方案下,借助于大数定律,推导出能效函数关于用户发射功率、中继发射功率和中继天线数的解析表达式。根据能效函数性质,分别证明了全局最优发射向量和最优天线数的存在性和唯一性。为了求解最优发射功率,利用分数规划,将原优化问题转换为等价的减法形式,进而提出一种新的低复杂度迭代优化算法,并求得最优发射功率的闭合解。对于最优天线数,则利用Lambert W函数,得到了能效最大时的最优天线数闭合解。通过数值仿真,验证了所提功率优化算法以极少迭代次数取得了接近最优算法的性能,并验证了所给出的最优天线数闭合解的精确性。

基于模糊多目标决策的两跳中继蜂窝网络切换算法

简要介绍了在集成两跳AdHoc和蜂窝网络的结构下,触发网络进行切换的一些因素和两种路由代理发现算法,并且提出了一种新的基于模糊多目标决策方法的切换决定算法。算法从层次分析和模糊综合评价理论的思想出发,结合用户、终端、业务和网络信息,对网络链路的性能进行综合评价,选择出最适合用户业务请求的路径。仿真显示在用户可感知业务QoS下降的情况下,算法可以通过增加QoS的权重而切换到更好的网络链路上,从而为用户提供了"总是最好连接"的服务。

两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络容量分析

为了增加传统TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量,采用了两跳中继方式.在两跳中继蜂窝网络模型的基础上,提出了2种时隙调度方法:时隙同步调度与时隙反转调度.分析这2种方法下中继站和基站的小区内和小区间干扰情况,分别得到其在目标小区中的总干扰功率.通过数值计算,获得两跳中继TDD-CDMA蜂窝网络的上行链路容量闭合表达式,并讨论了2种调度方法对系统性能所产生的影响.实验结果表明,采用时隙同步调度方法时,目标小区内部区域可容纳更多用户;采用时隙反转调度方法时,目标小区外部区域可容纳更多用户.因此,时隙同步调度方法适用于小区内部区域负载较高、外部区域负载较低时的情况,而时隙反转调度方法则适用于小区内部区域负载较低、外部区域负载较高时的情况.

两跳中继OFDMA蜂窝网络下行链路呼叫阻塞率分析

本文首先提出了一种分析OFDMA蜂窝网络下行链路呼叫阻塞率的方法,在此基础上进一步分析了加入两跳中继的OFDMA蜂窝网络呼叫阻塞率.OFDMA蜂窝网络的每个呼叫接入都需要随机数量的子载波来满足用户传输速率的需求,传统GSM及CDMA网络的容量分析方法不能应用到OFDMA网络系统中.本文根据用户对子载波的需求量,把接入用户分成不同的服务类型,以多维马尔可夫链为数学模型分别分析传统和两跳中继OFDMA蜂窝网络下行链路呼叫阻塞率,最终通过数值计算分析各种参数对系统性能的影响,数值分析结果表明加入中继后的两跳中继OFDMA蜂窝网络下行链路容量比传统网络有显著的提升.

两跳中继CDMA蜂窝系统的上行链路容量分析

首先在两跳中继CDMA蜂窝系统的基础上,提出了2种使用带外信道提高传统CDMA蜂窝系统上行链路容量的中继方法;然后通过分析传统无中继CDMA蜂窝系统的干扰功率,分别得到这2种中继方法对当前小区和邻居小区总的干扰功率;最后在一种对称小区模型的基础上,通过数值计算对两跳中继CDMA蜂窝系统的上行链路容量进行分析,并讨论了2种中继方法对系统性能所产生的影响。

两跳中继系统在混合Gamma衰落信道下的性能分析

基于混合Gamma信道模型研究了两跳中继系统在联合多径阴影衰落环境下的性能.推导了两跳中继系统端到端信噪比的累积分布函数和矩生函数的精确闭式解,并基于这些闭式解分析了两跳中继系统的误码率、中断率和分集增益等性能.与广义K衰落模型下的性能进行了比较,运用混合Gamma衰落模型可获得简单精确的结果.最后数值和仿真分析验证了理论研究的正确性.

基于多维马尔可夫链的两跳中继蜂窝系统拥塞控制建模

提出了一种结合蜂窝和中继技术的两跳中继蜂窝系统结构用来增加系统容量和平衡流量负荷,并利用多维马尔可夫链建立了它的拥塞控制模型。然后在这个模型的基础上,分别得到了系统的平均下行传输速率和数据包呼叫请求阻塞概率。最后通过数值计算分析了各种系统参数对具有拥塞控制功能两跳中继蜂窝系统性能的影响。研究结果表明,与两跳中继蜂窝系统相比,具有拥塞控制功能的中继系统在提供相同平均下行吞吐量的同时,可以有效降低系统的呼叫请求阻塞概率。

基于多维马尔可夫链的两跳中继可变数据速率蜂窝系统建模

首先介绍了一种两跳中继可变数据速率蜂窝系统结构,并且利用多维马尔可夫链建立了系统的模型。然后在这个模型的基础上,分别得到了系统的平均下行吞吐量和呼叫请求阻塞概率。最后通过数值计算分析了各种系统参数对两跳中继可变数据速率蜂窝系统性能产生的影响。研究结果表明:与传统蜂窝系统相比,两跳中继蜂窝系统可以增加5～50%左右的平均下行吞吐量,同时可以有效降低系统的呼叫请求阻塞概率。

两跳中继WCDMA蜂窝系统的性能分析

该文首先介绍了一种两跳中继WCDMA蜂窝系统结构,建立了系统的解析模型。然后在这个模型的基础上,分别得到了系统的平均下行传输速率和数据包呼叫请求阻塞概率。最后通过数值计算分析了各种系统参数对两跳中继WCDMA蜂窝系统性能的影响,并和传统非中继WCDMA蜂窝系统以及具有拥塞控制功能的两跳中继WCDMA蜂窝系统进行了比较。

两跳中继OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖分析

为了增加传统OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖,采用了两跳中继方式.在两跳中继蜂窝系统模型的基础上,将概率理论应用于基于译码转发中继的OFDMA系统中.通过数值计算,获得两跳中继OFDMA蜂窝系统的上行链路覆盖闭合表达式,并提出了有效覆盖半径的概念.假设用户在小区范围内服从均匀分布,从两跳中继系统的上行链路出发,分别对单小区和多小区情况下的覆盖性能进行理论分析,得到了系统覆盖优化模型,然后采用迭代算法对中继站部署的最优位置进行求解.最后实验结果表明,在多小区情况下,两跳中继蜂窝系统所获得的有效覆盖半径要明显小于单小区情况.此外,通过选取合适的参数,整个系统可以获得最大的有效覆盖半径.

基于FDMA系统的两跳中继网络的资源分配

首先介绍了一种可用于两跳中继网络的时分模式帧结构,然后基于该帧结构提出了一种资源分配算法。该算法包括两个步骤:第一个步骤是第一个时隙上的动态资源分配,第二个步骤是基站与中继站之间的最优化功率分配。两跳中继网络中下行存在三种链路:'基站-中继'链路、'基站-用户'链路和'中继-用户'链路,在系统资源有限的条件下,通过所提算法为这三种链路分配相应的带宽和功率,可以使得系统的吞吐量最大。仿真结果表明所提算法能够有效地提高系统的吞吐量。

基于物理层网络编码的两跳中继改进方案

根据物理层网络编码可以提高无线通信系统通信效率的特点,提出一种提高无线通信系统通信效率的改进方案。该方案在物理层网络编码方案的第2阶段将PCMA思想与物理层网络编码相结合,达到通信双方不间断地交换信息的目标,使得两跳中继模型在3个单位时隙内完成2个数据帧的交换。实验结果表明,与物理层网络编码方案相比,该方案能减少信息交换的时间,通信效率提高60%。

两跳MIMO中继系统通信性能分析的研究进展

描述了两跳MIMO(Multiple-input and Multiple-output)中继系统模型,概述了中继通用的转发策略以及系统性能分析常涉及到的信道模型和信源发射方案,详细介绍了两跳MIMO中继系统通信性能分析国内外的研究进展,通过一个具体的例子比较了不同发射策略系统的性能,最后探讨和展望了两跳MIMO中继系统下一步的研究方向。MIMO中继系统的性能分析为MIMO中继系统的工程应用提供了有价值的理论参考。

移动自组织网络两跳中继算法下的时延性能

分析了两跳中继算法在移动自组织网络中的时延性能.通过计算几何随机过程的平均转移步数和随机变量联合概率密度分布,得到了传递时延上界的闭合表达式,并给出了最优发送副本数;基于平均剩余服务时间,对端到端时延性能进行了理论推导;给出数值仿真结果,直观地展现了时延性能随网络规模和业务负载的变化趋势.

多载波码分多址两跳放大转发中继系统的能量效率与频谱效率关系

本文研究了多载波码分多址两跳放大转发中继系统的能量效率与频谱效率关系,利用随机矩阵理论的渐近分析推导了系统分别采用协作式和分布式放大转发中继时,系统能量效率与频谱效率关系的显式表达式。分析了不同系统参数对能量效率的影响。此外,还分析了系统要使频谱效率最优和能量效率最优时使用系统资源的区别。最后,通过仿真验证了理论分析的有效性。结果表明,能量效率与负载因子和中继个数的关系不是单调的,存在一个使能量效率最优的负载因子和中继个数,此外,使能量效率最优的负载因子和中继个数总小于或等于使频谱效率最优的负载因子和中继个数。

基于深度学习的两跳放大转发中继网络多中继选择策略

以接收端的平均接收信噪比(SNR)最大化为目标,两跳放大转发中继网络多中继选择策略问题被规划为0-1非线性整数规划问题,其最优解只可以利用穷举法得到.提出基于深度学习多中继选择策略,降低时间复杂度.仿真结果表明:与穷举法相比,该方法能够达到几乎相同的平均接收SNR,且其时间复杂度明显低于穷举法.

基于免疫遗传算法的两跳OFDM-Relay系统的资源联合优化

针对再生中继方式,分析了基于正交频分复用(OFDM)的两跳中继系统的功率和带宽的联合优化,并以最大化端到端的信息速率为优化准则,给出了两跳的次优带宽分配策略和相应的功率分配注水定理算法.同时,基于免疫遗传算法(IGA)提出了两跳子载波配对的方案.仿真结果表明,资源联合优化与传统的平均资源分配相比,显著提高了系统容量,且功率优化的作用强于带宽优化.通过子载波配对方案能进一步增强系统性能.

基站覆盖下D2D两跳传输的功率控制

设备到设备(D2D,device to device)技术是当今无线通信研究的关键技术之一.在单小区场景下引入了多跳D2D通信系统功率控制算法.在该场景下,多条D2D链路间通过复用频带来通信,同一D2D链路的用户采用两时隙的两跳解码转发中继(DF,Decode and forward)方式传输信息.不同链路两时隙之间非完全同步下,使用了同一频带的中继会相互干扰.作者提出的功率控制算法先引入松弛因子得到功率闭式解,通过迭代优化该问题中用户的发射功率,来减少中继间的同频干扰.最后,通过数值仿真证明,在D2D系统中加入该功率控制算法后,可一定程度上提升用户传输速率.<正>随着无线通信技术的发展,作为下一代无线通信系统中的重要组成Device to Device(D2D)通信系统,在LTE-A[1]通信系统中引起了人们的广泛关注,D2D技术对基站负担增加不大的情况下,能够有效地提高通信速率.并且D2D通信系统的频谱分配较为灵活,既可使用小区的频段,又可以使用公共频段,如Wi MAX[2]频段,进一步提高了系统的频谱利用率.在文献[3-7]中,Klaus Doppler、Kaufman等人从不同角度提出了D2D建模方法和解决方案.

非再生中继网络的功率优化分配

为了降低非再生中继网络的中断概率,研究了基于中断概率最小化的功率分配问题。首先分析了两跳中继传输方式和协同分集传输方式中断概率近似表达式,然后以中断概率最小化作为优化目标,在总功率一定的条件下,建立了非再生中继系统中基于中断概率最小化的功率分配优化模型,通过Lagrange乘数法获得了源节点和中继的最优功率分配。仿真实验表明,与在源节点和中继中采用平均功率分配策略相比,采用基于中断概率最小化的最优功率分配策略,在降低中断概率的同时,也增加了系统的容量。

WSN中基于中继选择的DH-MSMR-CARQ时延与吞吐量分析

为提高无线传感器网络(WSN)的时延和吞吐量性能,提出了一种两跳多源多中继协同自动重传请求(DH-MSMR-CARQ)协议。建立最大比合并(MRC)下两种不同中继选择的DH-MSMR-CARQ协议Markov链模型,分别给出状态空间。基于截短,由各自的平均分组差错率和状态转移概率矩阵推导协议的平均传输时延和吞吐量解析表达式。数值模拟结果表明,源节点数、分组长度及最佳中继节点到目的节点的分组差错率是影响平均传输时延的关键因素,采用第一种中继选择方式具有更高的吞吐量。另外,在非极端恶劣信道环境下(源节点到中继节点的分组差错率小于0.8),DH-MSMR-CARQ协议比可直达的SSSR-CARQ、MSSR-CARQ和MSMR-CARQ协议具有更高的吞吐量。