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。     

基于统计信道状态信息的节能分布式中继选择

针对放大转发协作网络中的中继节点选择问题,提出了基于统计信道信息的能量有效分布式中继选择算法. 算法对系统能量效率与系统中断性能进行折中,通过最小化系统平均消耗总功率来确定转发阈值,各中继节点根据转发阈值独立地决定是否参与数据转发. 考虑有多个中继节点辅助源节点进行数据传输,提出了基于数值搜索方法确定转发阈值的多中继节点选择算法,在满足系统目标中断性能的同时,使系统消耗较少的平均功率. 为了降低阈值求解的复杂度,考虑只有1 个中继节点参与数据转发,进而提出了具有低计算复杂度的单中继节点选择算法. 仿真结果表明,与已有的放大转发模式下的中继选择算法相比,该文提出的算法在能量效率上具有更好的系统性能.     

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.     

采用数字喷泉码和旋转星座图的多跳中继传输机制

利用数字喷泉编码可有效提高多跳中继传输的效率. 提出一种基于数字喷泉码的中继多跳传输机制,从两方面改善中继转发性能：每两个中继组成中继对,采用旋转星座调制技术获得信号空间分集增益,但不降低信道的频谱效率;根据改进的合并算法对中继转发的喷泉编码数据包进行线性组合,获得数据包分集效果,提高信道利用率,缩短传输时间. 仿真结果显示,实现数据包分集和信号空间分集后,多跳中继传输效率显著提高,传输时间有所缩短.     

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.     

联合天线选择的上行Alamouti MIMO多用户检测

提出两种提高上行多用户Alamouti MIMO检测分集增益的方法,即排序连续用户取消(OSUC)检测和天线选择技术.对于天线选择,给出了关于OSUC检测的选择准则:最大最小检测用户SINR和最大第1检测用户SINR,以及关于非OSUC检测的选择准则:最大最小检测用户SINR.最后利用Sherman-Morrison公式降低了计算复杂度.仿真表明OSUC检测获得的分集增益非常有限,而天线选择在被选择的天线数不低于2(P-1) 1时获得的分集增益和使用全部接收天线时的分集增益相当.     

协作通信下联合IRA码和网络编码的译码算法

针对协作中继网络中目的端接收来自不同源节点发送的多个信息副本的合并方式,提出了联合非规则重复累积码与网络编码的改进译码算法. 首先对各链路的调制信息进行软解调处理,并根据中继处网络编码的异或信息和直达链路中原信息的函数对应关系,提取出协作节点发送到目的端的信息副本;然后更新非规则重复累积码在译码过程中直达链路与协作链路下的两个信息副本的软解调信息,构造出新的译码判决方法,进而推导了16QAM 软解调对数似然比值的简化方法;最后分析了系统的中断概率及频谱效率. 仿真结果表明,该译码算法在QPSK、16QAM两种调制方式下均能获得较低的误比特率,且采用对数似然比值的简化方法,能在0.3 dB 性能损失代价下降低系统的译码难度.     

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.     

两跳多点合作中继通信系统性能分析

研究独立同分布Rayleigh衰落条件下采用选择解码转发协议的多点合作中继系统的误符号率和中断率性能. 文中采用矩母函数分析方法,通过引入超几何函数推导了Rayleigh衰落信道中多点合作通信系统的平均符号错误率和中断率的精确闭合表达式. 通过蒙特卡洛仿真验证了表达式的正确性,结果显示两跳多点合作中继通信系统比传统的合作系统性能更好.     

一种快速时变衰落信道下的STBC-OFDM解码器

在正交频分复用(OFDM)宽带系统中,信号要经过信道的频率选择性衰落;而当接收端高速移动时,信号在接收端又要产生多普勒频移,从而产生信道的时间选择性衰落.在信道时变时,空时分组码-正交频分复用(STBC-OFDM)系统解码会引入发送天线间互干扰.提出一种多接收天线下的STBC-OFDM解码器,能有效地消除由于信道时变引发的干扰,同时又能最大地利用接收分集增益.仿真实验结果表明所提出方案具有更好的误比特率性能.     

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.     

后向散射多传感通信中断率

中断率是分析无线多传感后向散射通信系统的重要指标.针对后向散射多传感系统中的中断问题,基于经典的后向散射多传感通信模型,给出了对数正态阴影信道下中断率的闭式解.应用蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真和数值积分的方法,分析了影响后向散射多传感通信系统中断率的相关因子.结果表明,蒙特卡罗仿真与数值积分具有很好的一致性,中断率的数值分析误差小于1.481%.同时,随着信号干扰加噪声比SINR门限值的增加,中断率也增加;如果SINR门限值过大,传感器间相互干扰影响很大;反之,如果SINR门限值过小,传感器间相互干扰影响很小,为后向散射多传感系统的可靠性分析和设计提供了参考.     

基于SIR冲突图和最大独立集的无线Mesh网络信道分配方案

针对现有无线Mesh网络信道分配方案中的冲突模型不能反映真实网络干扰,提出一种基于信号干扰比(SIR)冲突图和最大独立集的信道分配方案.首先,由于射频信号的反射干扰远高于噪声,所以利用节点间的SIR代替传统信号干扰噪声比(SINR)来构建冲突图,同时考虑了节点累积干扰.然后,在冲突图基础上,通过提出的信道分配算法构建节点最大独立集,最终获得最低干扰的信道分配方案.实验结果表明,该方案在不同节点度下都具有较低的干扰比例和较高的网络吞吐量.     

线性网络编码多源多中继协作系统的分集性能

为了设计合适的线性网络编码以提高多源多中继系统的分集增益性能,从理论上研究了系统分集增益与网络编码最小码距的关系,提出以最小码距作为线性网络编码的设计准则.利用经典线性分组码的有关理论和分析方法,得出了系统的分集增益等于线性网络编码的最小码距这一重要命题,该命题将原网络编码的设计问题转化为最小码距准则下经典线性分组码的设计问题.另外,根据编码理论的singleton界得到了系统最大分集增益与中继节点数目之间的定量关系.仿真实验表明,增大网络编码的最小码距能够提高系统的分集增益,而系统的最大分集增益等于中继数加1.     

移动车-车通信系统在n-Rayleigh信道下的性能分析

在n-Rayleigh信道下,研究了使用最大比合并接收的移动车-车通信系统的平均符号误码率和中断概率性能. 基于特征函数方法,推导了移动车-车通信系统在n-Rayleigh衰落信道上采用相移键控调制、正交幅度调制、脉冲幅度调制等方式的平均符号误码率的精确表达式和近似表达式,同时用近似闭合表达式表示中断概率. 然后通过数值仿真,验证理论分析的有效性. 仿真结果表明,系统的性能可以通过增加分集支路数以及减小衰弱因子来改善.     

OFDMA系统中多波束机会波束成形的门限反馈

多用户MIMO-OFDMA是未来无线通信的重要技术体制. 当MIMO-OFDMA系统利用全部用户获取多用户分集时,系统反馈量很大. 为了解决这一问题,提出一种基于门限反馈实现部分多用户分集的多波束机会波束成形算法. 用户计算每个子载波上各波束的接收信干比(signal to interference-plus-noise ratio, SINR),把SINR 超过某一门限的信息反馈给基站. 以预设的平均资源利用率为目标,给出确定最佳门限值的方案,定量分析门限反馈算法的反馈量,证明其反馈总量随用户数目的增大而趋于一个较小的恒定值. 仿真结果表明,通过预设目标平均资源利用率可有效确定门限值,能在吞吐量性能损失很小的情况下显著降低系统的反馈开销.     

基于IEEE802.11协议的MAC层协同组播策略

提出一种基于IEEE 802.11协议的MAC(media access control)层协同组播调度策略,利用正确接收数据的组内用户充当临时中继,根据地理位置信息选择优秀的转发节点来协同传输组播数据.分析了所提出的组播策略的中断概率和吞吐量性能,并给出了使用NS2(Network Simulator 2)工具的仿真方法.仿真结果表明,相比于原有的MAC层协议,该策略提升了组播的吞吐量,降低了组播用户的丢包率.     

相关Nakagami衰落信道下SC/MRC系统性能分析

多输入多输出（multiple-input multiple-output,MIMO）系统的发射端天线选择是从多根天线中选择其中信道状况最好的一根用于发射信号,可减少所需要的射频链的个数,从而降低系统的复杂度及实现成本.该文研究发射端进行天线选择、接收端采用最大比合并接收的系统在相关Nakagami衰落信道下的性能,推导出输出信噪比的分布密度函数,进而给出了精确的误比特率（BER）公式,该表达式仅包含非常简单的函数,易于计算.     

无线多信道中继网络的中继选择性机会调度

为了有效利用OFDMA网络中多点中继协作以提高系统吞吐量,提出了考虑中继选择的调度优化模型.模型以提高系统吞吐量和兼顾用户公平性为目的,以信道无干扰分配为约束条件来进行机会调度. 提出了从路径多样性和链路多样性角度设计新的机会调度算法,算法结合信道分配和中继选择建立用户最优路径,然后机会选择用户. 仿真结果表明了中继选择的机会调度可以明显提升网络吞吐量,也保障了用户公平性.     

基于信道弱特征随机加扰的宽带系统物理层加密算法

针对无线宽带系统面临的窃听问题,提出一种基于信道时域弱特征随机加扰的物理层加密算法. 发送用户利用特征值分解将非奇异的授权用户信道特征矩阵分解成多个并联子信道,然后选择具有强特征的子信道发送有用信息,将具有弱特征的子信道转化为快时变信道,使授权用户接收信号趋于稳定,窃听用户接收信号质量恶化. 仿真结果表明,该算法通过特征选取可降低对授权用户的信道要求,同时降低窃听用户的SINR使窃听保持较高的误码率,从而提高系统安全性.