基于信道特性的中继选择协作通信方法研究

根据信道统计特性,研究了放大转发(amplify-and-forward,AF)协作中继网络中的中继选择协作通信方法.首先分析指出在等功率条件下,当信噪比小于某个门限时,选择单个中继节点进行转发(pre-select single relay AF,SAF)比所有节点都转发(all relays AF,AAF)的中断概率小.基于此信噪比门限提出一种中继选择协作通信方法,并且指出这种选择方法使得SAF的中断概率最小;然后结合功率分配提出了一种使中断概率最小化的最优中继选择协作通信方法;最后为了降低复杂度,提出了一种次优中继选择协作通信方法.仿真结果表明,这种次优方法和最优中继选择协作通信方法相比,性能相近.     

认知无线电自组织网络带宽动态分配多信道MAC协议

针对目前经典的本地协作多信道MAC协议(LCM-MAC)缺乏频谱感知和带宽动态分配问题,提出一种认知无线电自组织网络(cognitive radio Ad hoc networks,CRAHNs)带宽动态分配多信道MAC(CR-LMAC)协议。通过引入频谱感知机制和新的带宽分配策略模型,改进LCM-MAC协议,使其具备空闲信道感知和动态分配带宽的自适应能力。仿真结果表明,改进后的协议性能优于LCM-MAC,在网络总吞吐量和端到端时延等方面有较大提高和改善。     

一种总发射功率最小化的协作MAC协议

针对能量受限的无线传感器网络,提出了一种能降低网络能耗的跨层协作MAC(Medium Access Control)协议。文中首先分析了直接传输和协作传输下的总发射功率,理论分析表明,在一定的误码率限制下,引入合适的中继节点能降低网络总的发射功率。在802.11DCF(Distributed Coordination Function)的基础上,通过监听邻居节点控制包,获得各信道的状态信息,并选出使总发射功率最小的最佳中继,同时扩展CTS(Clear To Send)、增加HTS(Helper ready To Send),完成自适应的协作传输。仿真表明,该MAC协议能有效降低网络能耗,延长网络寿命。     

多预约信息转发的协作信道预约多址接入协议

针对Ad Hoc网络中实时业务在背景业务繁重时信道接入效率低的问题,提出一种邻节点协作转发信道预约信息(CRI)的多址接入协议(M-CCRM).节点在发送数据分组前,选取多条CRI作为其数据开销,在控制该开销不超过预先设定门限的基础上,将这些CRI随分组一起发送;收到数据分组的邻节点提取其携带的CRI,记录下那些自己位于其预约范围内的CRI,避免在这些CRI的预约时段内接入信道.M-CCRM协议扩大了CRI的覆盖范围,解决了由于信道衰落和(或)分组冲突导致的CRI丢失问题,提高了实时业务的信道接入效率.仿真结果表明,当开销门限为0.02时,M-CCRM协议的实时业务发送失败概率比基本信道预约协议和基本协作预约协议分别降低了31％和20％.     

分布式多机器人协作研究与仿真

描述了一个分布式多机器人完成推箱子或其他任务的协作仿真平台．仿真系统可以用来试验机器人队伍的控制决策、团队组织原则．机器人可以通过环境进行协商，以简单的消息互相通讯．机器人通过传感器信息感知世界，并根据感知序列确定机器人行动．三维视图实时显示了机器人的运动状态，小地图显示了机器人的路径．     

放大转发协作下多S-R-D节点网络中继选择策略

在多个信源、中继及目的端的环境中,研究了放大转发协作系统的中继选择策略与传输机制.为了求得最优解,在最优中继节点选择策略中使用了穷举算法,此方法计算复杂度会随着中继节点数目增加而大幅上升.在此基础上,提出了改进的中继节点选择策略,该策略先使系统的平均误码率最小,之后再使目的端中断容量最大化.仿真及分析结果表明,该策略除了能达到与最优算法类似的吞吐量之外,复杂度也大大降低.     

认知无线Mesh网的多信道MAC协议

随着宽带无线通信业务的发展,无线频谱资源日益紧张.本文在认知无线电频率感知技术的基础上,将其应用于无线Mesh网的多信道MAC协议(MMAC)中,提出了认知无线Mesh网的多信道MAC协议(CWMN-MMAC).本协议通过增加认知用户对频谱的感知和针对多跳特点的分布式协商,将空闲的频谱动态地分配给非授权用户使用,可以有效提高频谱资源利用率,并通过仿真,研究了协议ATIM窗对吞吐量的影响和主用户空闲时的信道利用率,根据仿真结果可以看到,该协议通过单网卡可以实现较好的信道利用率.     

多跳无线网络中协作ARQ机制和协作MAC技术

在无线自组织网络中,协作分集技术不仅为物理层上提高系统抗衰落能力提供了有效手段,并且为网络跨层设计提供了有利的底层技术支持。协作通信技术与数据链路层上关键技术相结合,分别产生了协作自动请求重传(automatic repeat request,ARQ)机制和协作介质访问控制(medium access control, MAC)协议。本文讨论了传统MAC协议的现状,重点总结了在不同网络环境中以不同性能需求为目标的协作ARQ及协作MAC协议,并且给出了各种协议的基本规则和流程。     

基于编码感知的完全无碰撞协作MAC协议

针对NCAC-MAC协议在选择中继节点时存在碰撞和中继节点中待转发数据帧的目的节点使用随机线性网络编码的解码方法可能不能对编码帧进行成功解码的问题,提出一种基于编码感知的完全无碰撞协作MAC协议(NCAC-WTC).该协议主要提出两个改进机制:一是完全无碰撞中继节点选择机制,使用目的节点最终选择唯一中继节点,保证中继候选节点在竞争中继节点及编码重传的过程中做到完全无碰撞;另一个是自适应解码机制,使目的节点能根据链路信息自适应地选择解码方法对编码数据帧进行解码,提高目的节点对编码数据帧的解码效率和成功率.仿真结果表明:与NCAC-MAC和Phoenix等已有协议相比,NCACWTC协议有效地减小了平均端到端时延,提高了网络吞吐量和数据帧投递成功率,且使数据帧投递成功率稳定在95.5%.     

多信道多接口智能路由协议研究

多信道多接口可以降低信道共用的干扰并且提高多跳无线Ad Hoc网络的吞吐量。提出一种信道分配与路由选择相结合的多信道多接口智能路由协议DMMR,DMMR综合考虑了链路生存时间、跳数以及节点距离。用LP标准,使路由选择标准在链路生存时间和最短路径之间取得均衡,这样选择的信道在移动环境中更加具有可靠性;用基于距离的信道选择算法选择信道,该信道选择算法首先估算节点间距离,根据估算到的距离选择合适的信道进行数据传输,从而提高信道的空间复用。和已经存在的路由协议相比,仿真结果表明在移动多跳Ad Hoc网络中该协议能够降低平均端到端延迟并且提高网络的吞吐量和包到达率。     

多节点协同中继信道容量分析及功率分配

基于译码转发(DF)模式,在信道状态信息未知,源节点发射功率与各中继节点发射总功率分别受限于P1、P2的假设下,针对带直传(DT)和不带直传2种模型的多节点协同中继,进行了信道容量上下限的分析和推导。在功率限固定的情况下,分析了容量与中继节点数目之间的关系,给出了容量随中继节点数目增加而提高所需的条件。在功率限之和受限的情况下,获得了2个功率限的最佳分配。理论分析和仿真结果都表明:源到中继的信道条件较好时,只有当增加的新链路性能优于现有链路的平均值时才能提高容量;2种中继模型在功率限最佳分配下可获得最大容量。     

窃听环境下多源无线协作网络的中继选择与功率分配方案

现有的窃听环境研究大多是针对单源场景,仅考虑一条链路的安全效益,而在多源场景下若只考虑一条链路的性能就会损害其他链路的性能,从而降低整个系统的性能。因此,针对窃听环境下的多源无线协作网络模型,研究了一种中继选择策略与源节点和中继节点的功率分配相结合的方案,提升系统的整体安全性能。仿真结果表明,中继选择和功率分配相结合的方案与传统方式相比,安全中断概率性能可以提高2 dB左右。     

一种基于天线选择的比特功率分配算法

链路自适应技术根据信道环境的变化自适应地调整发射功率、调制方式等,以最大化地利用无线信道资源．为了适应3G对可变数据速率和灵活QoS的要求,结合天线选择技术、比特分配和功率分配技术的优点给出一种基于天线选择的比特和功率分配算法,基于天线选择的比特和功率分配算法在BER受限的情况下最大化数据传输速率．仿真结果表明,该算法比原算法能有效地提高数据传输速率．     

基于OFDM的无线协同网络中的分布式中继选择

协同通信能显著提升无线网络的性能,但其性能受中继选择的影响较大.为了解决基于OFDM的无线协同网络中的中继选择问题,首先给出了中断概率的理论表达式,然后基于不同的选择准则提出了6种不同的中继选择方案.这些方案都只需要本地的信道状态信息,因而可以分布式实现,并且其中一种方案可以达到理论的中断概率.采用蒙特卡洛仿真,结果表...     

基于中继选择的协作通信系统 遍历信道容量分析

本文对中继选择协作通信网络系统的遍历信道容量展开研究.在假设独立同分布瑞利信道条件下,分别推导出机会中继选择算法和部分中继选择算法解码转发中继模式下一些重要因素的闭式表达式,包括累计概率密度函数,累积分布函数和遍历信道容量.结果表明,利用中继选择技术能有效提高系统分集度.此外,遍历信道容量性能受中继节点数目、链路信噪比的影响.通过数值仿真分析验证了理论闭式解的正确性.实验结果表明通过信道反馈状态信息调节最优数据发送速率,非中断信道容量能达到遍历信道容量.     

Ad Hoc 网络动态时隙分配的混合 MAC 协议研究与仿真

针对 Ad Hoc 网络的节点具有移动性,信道具有多跳共享性的特点,提出动态时隙分配的混合媒体接入控制（media access control,MAC）协议,协议包括时隙分配和时隙竞争2个阶段。在时隙分配阶段,采用静态分配和动态调整相结合的方式,在为每个节点分配固有时隙的基础上,将不共享信道的节点时隙动态地分配给通信节点;在时隙竞争阶段,通过在子帧中设置不同优先级,在不参与通信节点的主时隙中,数据传输子帧被分成实时业务竞争阶段和非实时业务竞争阶段,竞争成功的节点在这个时隙传输数据,提高优先业务节点的接入概率。采用 NS2网络模拟软件进行仿真,结果表明,所提混合 MAC 协议提高了系统的分组投递率,降低了实时业务的平均时延,协议能够充分利用信道空间复用性,减少竞争,提高接入效率,适合 Ad Hoc 网络。     

喷泉中继传输网络中基于信道信息和剩余能量的中继选择算法

协作中继传输是无中心节点的无线网络中一种重要的传输方式,中继选择是中继传输中的一个重要问题。采用数字喷泉码的协作中继传输中的中继选择算法,给出了一种中继选择算法。该算法不仅考虑协作中继系统各条链路的信道状态信息,而且考虑中继当前的剩余能量信息。根据源节点到中继及中继到目的节点的信道信息选择出一组中继,再在这组中继中根据剩余能量的顺序,选择出所需要的中继节点。通过对源节点至目的节点总的传输时间和能量消耗的分析和仿真,以及不同门限值及中继节点数对系统性能影响的仿真。结果表明,与只考虑信道状态信息的中继选择算法相比,采用该算法可明显改善网络寿命。