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。

认知网络中继位置和功率分配的研究

针对多组多播的认知无线电网络,提出了一种基于组间协作的多播组配对信息传输机制.在满足干扰约束和峰值功率约束的情况下,通过分析瑞丽衰落环境下放大转发(AF)和译码转发(DF)协作单中继系统的性能,将系统总速率作为优化目标,研究了该传输机制下中继位置和主用户位置对于系统的最优功率分配和系统吞吐量的影响.仿真结果表明:中继位置和主用户的位置对于系统性能起着关键的作用,最优功率分配方案取得相对于等功率分配方案更优的性能,采用最优功率分配时,不管是AF还是DF,当中继位于基站和目的节点连线的中点且靠近认知用户时,系统性能最优.

放大转发协作通信中继位置对SER性能的影响

针对放大转发协作网络多跳中继节点位置对系统性能的影响,分析了端到端链路的误码率.根据误码率并通过设定不同节点间距离来确定最优中继位置.针对多跳中继网络,提出了基于信道状态信息的节点选择算法,在不同的选取准则下以最小值最大化为目标.为了考虑中继位置,进而提出基于节点位置信息的中继节点选择算法,确保选择一个最低误码率的节点为协作节点.仿真结果表明,多跳中继最优位置处于源节点和目的节点的中点处.与已有放大转发模式下的单跳中继相比,多跳中继在系统具有较低的总传输功率时具有更好的性能.

基于中继位置的自适应中继选择方案

针对协作通信中的中继选择问题,提出不同功率分配方式下的自适应中继选择方案,仅在必要时引入额外中继。在源节点和中继节点等功率分配时,利用定义的可行双中继区域缩小候选中继搜索范围。在最优功率分配时,利用几何规划方法对潜在中继进行遍历搜索。仿真结果表明,与传统固定选择方案相比,该方案可有效降低系统功耗。

认知无线电中基于中继位置和主用户位置的功率分配

针对认知无线电网络,提出了一种基于组间协作的联合直接传输和协作传输的传输机制,在满足干扰约束和峰值功率约束的情况下,通过分析瑞利衰落环境下放大转发协作单中继系统的性能,研究了中继位置和主用户位置对于系统的最优功率分配和系统吞吐量的影响,并对最优功率分配方案和等功率分配方案的性能进行了比较。仿真结果表明,中继位置和主用户的位置对于系统性能起着关键的作用,最优功率分配方案取得相对于等功率分配方案更优的性能,采用最优功率分配方案时,中继节点位于源节点和目的节点连线的中点且靠近认知用户时的系统性能最优。

多中继放大转发协作通信中的功率分配和中继位置联合优化

文章研究了多中继放大转发协作分集系统中的功率分配和中继位置联合优化问题。利用信道的统计状态信息,在总功率一定的条件下,以最大化系统的信道容量为目标,推导了多中继和选择中继两种模型下基于高信噪比近似的联合优化算法的闭式解。理论分析和仿真验证表明,提出的算法大大提高了传统的等功率分配方案下系统的性能。

基于误码率的中继位置及功率分配联合优化

针对单中继AF协作通信系统,分析了不同中继位置和功率分配方式对系统误码率性能的影响。以最小化系统误码率为目标,研究了等功率分配(equal power allocation,EPA)和最优功率分配(optimum power allocation,OPA)两种方案下,中继按照线形拓扑轨迹运动时的最优位置。理论分析和仿真结果表明,中继位置及OPA的联合优化算法大大提高了传统的EPA方案下的系统性能。

AF协同通信系统最优多跳中继位置

协作中继能够提供分集增益以提高链路成功发送分组的概率,除传输功率外,中继位置也是影响端到端性能的一个重要参数。为了降低多个协作节点对系统容量的影响,多跳中继是当前协作中继发展的一种新趋势。通过中断概率,得出了吞吐量的理论近似表达式,并进一步研究多跳中继位置对吞吐量的影响。仿真结果表明,多跳中继处于源节点和目的节点的中点处的性能最好。

无线中继信道中继位置对信道容量影响的分析

以最大化中继协作系统的信道容量为目标,研究了三节点无线中继信道中,中继节点位置对信道容量的影响。通过构造特定函数,给出了不同情况下信道容量的表达式,研究了信道容量最大时的最优中继位置。进行仿真,结果表明应用本文方法能准确有效地分析研究不同信道衰落参数下的信道容量和最优中继位置,且结论与直接求解信道容量计算公式时相同,并大大简化了运算复杂度。此外,该方法对其他准则下协作伙伴的选择具有指导意义。

蜂窝网络中能效最大的最优中继位置研究

在新一代蜂窝网络中,固定中继能够有效提高网络性能。在单小区内考虑上行传输,研究以能效最大化为目标的最优中继位置问题。定义了上行传输能效(uplink energy efficiency,uEE),并分别推导出用户均匀分布下,无中继网络和中继网络的uEE解析表达式。通过分析和仿真,研究中继位置对uEE的影响。结果表明,可以通过优化中继位置获得最大uEE。评估了不同参数,如小区半径、中继数目和用户占用的资源比例对最优中继位置以及最大uEE的影响。

基于最近位置中继选择策略的电力5G网络D2D通信安全可靠性分析

电力5G网络中,利用终端直通(D2D)通信技术建立中继链路以可改善电力终端的通信质量,保障电力数据的可靠性传输。基于随机几何理论,定量分析了电力5G网络中中继终端辅助D2D通信系统中基于位置信息的中继选择策略下系统的安全性和可靠性,其安全性和可靠性分别通过保密中断概率和中断概率作为性能指标来衡量。首先,推导直传方式下D2D通信的中断概率和保密中断概率,以提高D2D通信的可靠性为目标提出基于最近位置的中继选择(NLB-RS)策略,并理论推导了D2D链路采用此策略时的中断概率和保密中断概率;然后,针对中继辅助D2D通信的安全性问题,提出了带安全保护区域的最近位置中继选择(NLR-SGR)策略,并定量分析了此策略下系统的安全性和可靠性;最后,通过蒙特卡洛仿真验证了NLB-RS和NLR-SGR策略的有效性。仿真实验结果表明,NLRSGR策略能在不降低系统可靠性的前提下提高系统的安全性。

同频干扰环境下双向AF中继性能分析及参数优化

双向中继(two-way relaying,TWR)作为提高中继网络频谱效率的一种有效手段,近年来受到广泛关注。本文研究同频干扰环境下三时隙TWR策略的中断概率性能,中继采用放大转发(amplify-and-forward,AF)策略。首先,理论推导了策略中断概率下界的闭合表达式和高信噪比下的渐进表达式。仿真表明,理论结果能够匹配策略的实际中断概率性能。根据理论结果,以最小化中断概率为目标对中继节点功率分配和中继位置参数进行优化。提出三种优化问题,即(1)给定中继位置,中继功率分配优化问题,(2)给定中继功率分配方案,中继位置优化问题,(3)联合优化中继功率分配和中继位置。仿真结果表明,联合优化能够实现最优的中断概率性能。

信道估计误差与同道干扰下的双向中继系统性能分析

分别在瑞利衰落环境和瑞利-莱斯混合衰落环境下,研究了双向中继系统在同时受到信道估计误差和同道干扰影响下的中断概率性能。首先,给出了系统模型以及系统协议;然后,基于得到的接收端信干噪比表达式,分别推导了双向中继系统在单一瑞利衰落环境和瑞利-莱斯混合衰落环境下的中断概率表达式;最后,分析了双向中继系统受信道估计误差和同道干扰影响时的最佳中继位置选择,并得出了最佳中继位置的闭式表达式。数值仿真验证了所推导的中断概率表达式以及最佳中继位置表达式的正确性,揭示了信道估计误差和同道干扰对系统性能的影响,表明当信道估计质量阶数小于1时性能将明显下降,当衰落因子增大时性能将得到提高。

基于最佳中继节点搜寻的WSN数据汇聚算法

为解决无线传感网络在交通领域部署过程中存在的数据链路抖动严重、汇聚中心节点(sink节点)跳变性大、汇聚带宽不高等问题,提出基于区域控制信息确认及最佳中继节点搜寻的无线传感网数据优化汇聚算法。针对具体时刻交通节点具有的交通特性,采取基于反馈确认思想,实现对所处区域的确认;计算中继节点位置,对中继汇聚节点进行精确定位,确保该中继汇聚节点能够以最佳状态进行数据汇聚;考虑到车辆节点移动特性,采取优化汇聚机制实现对sink节点及中继汇聚节点的优化汇聚更新。仿真结果表明,与PEVN算法、VCPN算法相比,该算法拥有更高的交通节点汇聚带宽性能,在改善车载传感网节点数据拥塞方面具有更大优势。

热点区域内能效最优的单中继部署策略

通信过程产生的能耗问题日益严峻。绿色通信作为一个全新的理念,旨在确保网络性能(如容量等)的同时尽可能降低能耗。在新一代的无线通信网络中,协作中继作为一项候选技术,能够有效提升网络容量和能效。文章在热点区域内研究以能效最大化为目标的最优中继位置问题。仿真结果表明,能够通过优化中继位置获得最大能效,并通过与无中继网络进行性能对比,表明文章提出的策略能够有效提高上行传输能效。

OFDMA网络中固定中继的优化部署策略

在新一代无线网络中部署固定中继,可以有效提升网络性能。以容量最大化为目标,研究中继的位置和服务范围的联合优化问题。设用户均匀分布,首先推导出OFDMA网络的用户总上行传输容量解析表达式,然后进行数值仿真,结果表明,可以通过联合优化中继的位置和服务范围获得最大。最后评估了中继数目和小区半径对中继的位置和服务范围的联合优化值以及最大的影响。

基于连续相位调制的协同分集系统在平坦衰落信道下的容量分析

连续相位调制(CPM)由于其相位连续和恒包络,可以使用低成本的非线性功率放大器,且CPM信号有近于1的峰均功率比,在放大器处产生的能量消耗小,从而解决协同系统中移动终端的成本和能量受限问题。本文针对平坦衰落信道下的CPM协同通信系统,研究了可表征系统容量下界的对称信息率(SIR)。分析和数值结果表明,协同CPM系统与单入单出CPM系统相比,能获得更大的信道容量,同时还拥有更低的中断概率。进一步地,以最大化系统遍历容量为目标,在考虑路径损耗的条件下,对系统的最优中继位置问题进行了讨论。分析和数值结果表明,对比中继位置在对称中点的系统,最优中继位置系统的信道容量获得明显提升。进一步,研究了信道估计误差和SNR估计误差对CPM协同通信系统的容量的影响。

多中继放大转发协作通信中的中继数量与位置的联合优化

本文研究了基于单用户下行遍历容量的多中继放大转发模型中中继数量与位置的联合优化问题.首先建立了单用户蜂窝中继小区协作通信模型,提出了位置-数量遍历容量.然后建立了问题优化模型,分析了位置-数量遍历容量与中继数量、中继节点位置的关系:位置-数量遍历容量随中继数量增大而增加;当中继数量给定时,位置-数量遍历容量随中继节点位置距离增大先增加后减少.最后提出了先依据容量随中继数量提升百分比的门限确定中继数量,再确定中继节点位置的方法.