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.     

一种基于博弈论的D2D通信中继选择算法

在设备终端直通D2D（device-to-device）通信中，当源节点与目的节点间的距离过大时，会出现通信质量差、通信过程中断概率大的问题，为此提出了一种基于博弈理论的D2D通信中继选择的算法.首先基于距离损耗限定了中继的位置区域；然后考虑到能量过低会造成通信中断的问题，分析了候选中继节点的转发能力，通过筛选得到候选中继集合；随后考虑到节点间的社交关系，分析了通信的中断情况；最后利用博弈理论选择出最优中继节点进行数据传输.仿真结果表明：与随机选择算法和基于信道状态信息的最优中继选择算法相比，所提算法有效提高了D2D通信的覆盖率，降低了通信链路的中断概率，提高了系统的整体吞吐量，进而提升了中继系统的稳定性.     

存在共道干扰时多用户协作网络的中断概率

针对共道干扰的多源多中继无线协作网络，提出一种基于信号干扰噪声比（signal to interference plus noise ratio, SINR）的最佳“源-中继”选择方案，联合优化协作分集和多用户分集。根据多个源节点与目的节点之间的接收信号，选择具有最大SINR的源节点广播信号至多个中继节点，中继节点采用选择协作解码转发协议通过最佳中继节点将解码后的源节点信号转发至目的节点，目的节点采用最大比合并对协作传输中两跳接收到的信号进行合并。考虑多个共道干扰引起的SINR之间的相关性，推导出在瑞利衰落环境下系统中断概率精确的表达式。实验结果表明，存在共道干扰时多源多中继协作无线网络可以获得分集增益，且增加源节点和中继节点的数目可以弥补由于共道干扰造成的损失，降低中断概率，提高系统性能。     

SC-FDMA中继系统中最大化容量的资源分配

针对单载波频分多址(single carrier frequency division multiple access,SC-FDMA)系统的子信道相邻限制,研究了适用于SC-FDMA中继系统中最大化容量的资源分配算法,提出将该资源分配问题重构为一个集合划分问题,并借助运筹学中的相关算法求出最优解.为降低最优资源分配算法的计算复杂度,还提出了一种采用贪婪试探法的次优算法.仿真结果表明,在放大转发和解码转发中继协助的SC-FDMA系统中,最优算法的频谱利用率显著高于随机算法,而贪婪次优算法能达到接近最优算法的性能,并且具有较低的计算复杂度.     

基于Q学习的星地融合协作传输中继选择策略

协作网络中的中继技术能够实现空间分集,但中继选择会对系统性能产生较大影响。针对这一问题,本文提出了一种基于Q学习的星地融合协作传输中继选择策略。首先,所有中继节点在经过放大转发协议的情况下,在接收端得到最大比合并后的输出信噪比表达式。然后,设定Q学习的状态、动作和奖励函数,选择累积回报最大的中继节点。接着,为了遍历所有状态,引入了Boltzmann选择策略,用概率的途径来选择动作,使源节点探索所有状态并利用最优状态。最后,在所选中继节点与源节点之间进行功率分配得到最优传输功率。仿真结果表明：与随机中继选择算法相比,所提出的Q学习中继选择策略对系统性能有较大地提升。     

网络编码的LDPC编码协作

提出了一种基于网络编码的LDPC 编码协作方案,该方案采用非正规二进制LDPC 系统码. 中继通过网络编码协作两用户传输数据,提高了系统平均吞吐量. 针对协作中继只发送校验比特策略,研究了中断概率性能. 目的节点译码器采用基于联合Tanner 图的联合迭代译码算法对来自两用户和协作中继的三路信号进行译码.
仿真结果表明：与传统非协作系统相比,基于网络编码的LDPC 编码协作方案大大降低了系统中断概率;在高信噪比条件下,所提出的方案在误比特性能上具有明显的性能增益.     

分布式空时码协同通信系统简化均衡方法

摘要： 由于协同通信系统各中继节点分布位置的不同,产生了不同于传统多天线通信系统的多时偏问题. 该文考虑基于分布式线性卷积空时码的异步协同通信系统,将对应每个中继节点的时延偏移量等效到对应生成多项式中的零矢量,进而构造等效的异步协同通信系统模型. 对等效信道矩阵的带状Toeplitz 性质进行研究,提出一种基于Trench 算法求解带状Toeplitz 线性系统的块最小均方误差均衡方法,从而将求解高阶带状Toeplitz 线性系统的运算简化为求解低阶Toeplitz 线性系统的运算,避免了传统最小均方误差均衡算法中的高阶矩阵求逆运算,极大地降低了计算复杂度. 仿真结果表明,该均衡方法能在适当的数据帧长以及较大的时延量情况下取得满意的系统性能.     

基于传输半径倍数的无线传感器网络交替路由

针对无线传感器网络能量有效性问题,提出一种基于传输半径倍数的交替路由算法(TSMAR). 算法计算出节点与信宿之间的距离,确定距离与传输半径的下整数倍数,然后根据倍数的奇偶性交替转发数据,同时抑制远离信宿或与发送节点距离较近的节点转发数据. NS仿真验证表明,与BPS算法相比,TSMAR算法减少了转发节点数,提高了网络能量有效性,延长了网络寿命.     

矿井超宽带无线中继传输的误码率性能

应用数据中继技术改善矿井超宽带(ultra-wideband,UWB)无线通信系统的误码率性能,并研究误码率最低的中继节点部署策略.首先,分析UWB单跳数据链路(无中继)在矿井的多径传播特性和误码率.此后,在不增加传输能量的基础上,研究基于“解码再中继”协议的井下UWB多跳中继链路的误码率,提出误码率最低的中继节点部署策略.实验结果表明:采用所提出的最优中继节点部署策略,可以在不增加节点能量消耗的前提下将多跳UWB通信的误码率降低3～5 dB.     

瑞利衰落信道下与距离有关的D2D系统可靠性

在基站的控制下,设备到设备(device-to-device,D2D)通信双方可直接进行通信而不需要经过基站的转发.为了改善系统容量、增大系统可靠性、提高分集增益,在D2D通信系统中引入了中继技术,其中所采用的中继策略包括放大转发模式和译码转发模式.考虑到中继位置对系统可靠性的影响,该文创造性地建立了距离模型,并在瑞利衰落信道条件下,推导出不同模式下系统的中断概率公式.由仿真分析可知:当系统信道目标速率较低时,使用中继技术可有效降低中断概率,且当中继节点越靠近D2D通信用户对的中点时,中断概率越低;相比于无中继的D2D通信系统,采用中继技术的D2D通信系统拥有更高的可靠性.     

多天线深空中继通信系统的中断概率和信道容量

中断概率和各态历经信道容量是分析深空通信系统性能的重要指标. 针对深空通信系统中链路损耗大、时延长、频繁中断的问题,分析了多天线深空中继通信系统的中断概率和各态历经信道容量. 根据深空通信环境的特点建立了基于独立不同分布瑞利衰落信道的系统模型,推导了单支路信噪比的精确表达式,进而给出了单支路接收信噪比的概率密度函数,并推导了在选择合并方式下系统中断概率的闭合解析式以及各态历经信道容量的近似表达式. 通过对系统性能的仿真,验证了本文系统模型和理论分析的有效性.     

能量优化和负载均衡的QoS按需路由协议

摘要：针对移动ad hoc网络对QoS的要求,提出一种能量优化和负载均衡的QoS路由协议. 综合整条链路的能量 和负载信息生成QoS参数,根据QoS选路算法建立链路. 结合距离信息控制路由请求分组的广播方向,并在中间节 点设置能量和队列阈值作为路由请求分组转发的限制条件,减少不必要的路由开销. 在路由维护阶段利用节点的能 量信息限制路由的本地修复,避免能量即将耗尽的节点继续参与路由发现. 该算法同时优化了路由选择机制、中间 节点转发机制和路由维护机制. NS2仿真结果表明,提出的协议在投递率、归一化路由开销和端到端延时方面均表 现出良好的性能.     

调制速率对放大转发MQAM中继链路能效性能的影响

针对采用放大转发和MQAM调制的源-中继-终端的通信链路,研究了在保证终端解调误码率低于给定值条件下调制速率对能量效率的影响.推导了射频电路消耗的最小功率,在考虑电路消耗功率的情况下得到了能效性能的函数表达式.理论分析表明,能效性能是调制速率的拟凹函数,当调制速率增大时,能效先递增再递减.通过仿真计算验证了理论分析的正确性.     

家庭基站网络分布式资源分配算法

针对具有自组织特性的家庭基站(home eNodeB, HeNB) 网络,提出了一种分布式资源分配算法. 该方法首先使HeNB 根据网络状况选择分量载波,而当接收到邻小区的重选请求时,可以重新选择备用载波列表中的载波,释放当前使用的载波给邻居使用,从而提高HeNB 获得可行载波的可能性. 使HeNB 根据优化目标函数自主地进行功率优化,以减少小区间干扰并提高系统容量. 通过蒙特卡罗方法分析该算法的性能,仿真结果表明：该资源分配算法能够提高用户的平均吞吐量并降低中断概率.     

功耗优化的片上网络协同映射

通过分析片上网络功耗模型和映射流程,提出了一种基于遗传算法的片上网络协同映射算法,使片上网络通讯功耗最小化. 该算法结合IP核选择和任务分配实现IP核在片上网络体系结构中的自动映射,并采用多组随机基准实验和一个复杂视频/音频系统验证了算法性能. 实验结果表明,该协同映射算法与已有的两步式映射和仅有IP核映射算法相比,分别可节省30%和60%左右的通讯功耗.     

异构蜂窝网络中功率有效的家庭基站分簇频谱分配策略

针对宏基站与家庭基站以及家庭基站之间的干扰和功耗问题,提出功率有效的家庭基站分簇频谱分配策略.在家庭基站用户中断概率条件下推导出一个簇内能容纳的家庭基站最大数目.在簇容量和中断概率限制的情况下,进一步推导出簇内家庭基站用户最小信干比和家庭基站最小干扰距离,以此严格保证簇内每个家庭基站用户的信干噪比,并据此提出家庭基站分簇和频谱分配算法.仿真结果表明,所提出的策略提高了网络的功率效率和家庭基站小区的频谱效率.