双向中继通信中的联合正交物理层网络编码

为了改善物理层网络编码(PNC)在非对称双向中继通信系统中误比特率(BER)性能,提出了一种新的PNC方案,称为联合正交物理层网络编码(COPNC).方案中2个源节点采用正交载波发送信息,中继节点对信息进行正交综合后广播到2个目的节点.理论分析与仿真结果表明,当双向中继通信系统信道条件非对称时,COPNC方案可以改善PNC的误比特率性能.特别是当2个上行信道的信噪比(SNR)不同时,COPNC方案的误比特率比PNC降低了约3dB.因此,COPNC特别适合应用于上行信道非对称的双向中继通信系统.

采用物理层网络编码的2FSK双向中继通信系统解调映射方案

提出了一种相干型中继节点解调映射方案,适用于采用物理层网络编码的二进制频移键控(binaryfrequency shift keying,2FSK)双向中继通信系统.方案分两支路对叠加信号进行处理,然后对两路信号差值进行抽样判决,并对判决结果进行网络编码映射.采用最大后验概率准则得到判决门限.分析了采用该方案中继节点的判决错误概率、系统误码率及吞吐率性能.理论分析和仿真验证表明,采用该方法进行解调映射的物理层网络编码方案中继节点判决错误概率和系统误码率与传统方案和网络编码方案相近,系统吞吐率则高于两者.

不确定信道的双向中继通信系统波束成形设计

本文主要针对双向中继通信系统进行研究:此系统中所有节点均是单天线,两个信源通过多个中继进行信息交换。并且系统中存在单个窃听者分两个阶段分别窃听信源以及中继转发的信号后联合解码。为了提高信源发送信号的质量以及降低窃听者窃听信号的效率,本文提出了极小化中继发送功率的优化模型。由于窃听者信道部分已知,该模型总结为鲁棒性优化问题。我们对约束条件进行放缩,形成了一个二次约束二次优化问题,并利用半正定松弛、秩一分解定理等方法将优化模型转化为半正定优化问题,从而求得原问题的解。数值模拟结果验证了本文提出的算法的有效性。

Nakagami-m信道下双向中继选择的中断概率分析

在并行多双向中继通信系统中,提出了一种低复杂度的中断概率最优的中继选择策略,各个中继只需利用本地信道状态信息(CSI)进行分布式的选择.在Nakagami-m信道下分析了所提策略的中断概率性能,推导了系统中断概率的闭合表达式.仿真结果显示,该中继选择策略的中断概率性能在2种信道情况下均优于其他中继选择算法,且随着中继数的增加,所提策略可充分利用多中继分集提升系统中断概率性能.

鲁棒的双向多中继物理层安全传输方案

针对双向多中继系统物理层安全传输无法获取窃听者的精确信道状态信息(CSI)的问题,提出鲁棒的多中继协作波束形成和人工噪声联合物理层安全传输方案,以最大化系统总功率约束下信道状态"最差情况"时的安全总速率。在该方案中,待求解的问题是一个复杂的非凸优化问题。采用交替迭代和连续凸近似(SCA)方法,对波束形成向量、人工噪声协方差矩阵和源节点发射功率进行交替优化迭代,得到了问题的优化解。仿真实验验证了所提方案的有效性,并表明该方案具有更优的安全性能。

Two-way中继系统协作节点选择及功率分配策略

为了提高Two-way中继系统总速率,该文提出了一种Two-way AF中继系统的双向中继选择(BRS)策略,该策略通过联合考虑中继节点处的接收信噪比和中继节点到目的节点间的信道增益,实现了最优中继选择。进一步,在最优中继基础上提出了Two-way中继系统两种优化功率分配策略:(1)基于凸优化的功率分配策略(OPA-CO);(2)基于信道增益差异的优化功率分配策略(OPA-DCG)。方案(1)提出了总功率受限的条件下最大化Two-way中继系统总速率的优化模型;方案(2)通过考虑链路之间信道增益的不同,提出了一种速率增量最大化的数学优化模型,为降低求解凸优化模型的复杂度,采用一种迭代功率分配算法求解上述优化模型。仿真结果证明两种策略均能提高系统总速率。

物理层网络编码与LDPC码联合系统设计及性能优化

在双向中继通信系统中,针对物理层网络编码与LDPC码联合方案编译码算法复杂度较高、译码运算时间较长等问题,提出了一种新的系统性能优化方案.首先设计了基于QPSK调制的物理层网络编码与LDPC码联合通信系统模型,给出中继映射方案和系统各节点译码算法;然后分析了联合通信系统中LDPC码的码率、码长、最大迭代次数等因素对系统误比特率性能的影响,对系统性能进行改进优化;最后对系统译码迭代方案进行优化.实验仿真表明,该通信系统优化方案能够保证良好的译码性能、缩减译码运算时间、提升信息交换效率.

基于PSK的非对称物理层网络编码

在非对称的双向中继传输中,传统的基于比特异或的网络编码方案并不能取得最好的性能。一个简单的例子就可以说明传统的补零异或方案的缺陷,而导致这种缺陷的原因是设计自由度的缺乏。一种基于PSK的网络编码方案,配合解调前解码的方案,能够取得良好的性能,并且大大的简化非对称物理层网络编码方案的设计。而且这种方案能够方便的被用于有信道编码的系统,仅仅给系统带来少量的额外负担。