协作通信中继选择与功率分配的联合优化

最优中继节点的选择是协作通信系统必须解决的问题。根据目标节点信噪比要求提出一种选择中继节点的方案,并在此基础上推导了基于信噪比的源节点和中继节点最优功率分配方法。通过在matlab中仿真验证表明所提的功率分配方案能满足目标用户的信噪比要求,分析结果表明采用源节点的最优功率分配方案更有利于提高系统的功率效率。

Abstract：

The relay selection is one of the important parts in relay cooperative communication system.A strategy for relay nodes selection was proposed which based on signal to interference plus noise ratio constraints.The optimal solution for the power adaptation at the base station and the relay nodes was analyzed.Simulation results show that the proposed scheme achieves the respective target for multiple users.Results indicate that the optimally distributes power among the source nodes can improve system performance and energy efficiency,thus can be effectively used in cooperative communications.     

MIMO-NOMA系统中短包传输的功率分配方法

多输入多输出非正交多址接入(multiple input and multiple output-non-orthogonal multiple access,MIMO-NOMA)技术能够增加设备连接数量,有效提高系统的频谱效率,针对超可靠低时延应用业务中需要短包传输,而多用户簇的MIMO-NOMA系统同一簇用户对内远用户的吞吐量较低的问题,利用奇异值分解和最大比合并的方法消除簇间干扰,考虑近用户解码远用户的块错误概率低于给定阈值条件下,利用交替迭代算法联合优化簇内用户的发送功率和最大可达传输速率,实现远用户吞吐量的最大化。仿真结果表明与短包传输MIMO正交多址接入(orthogonal multiple access,OMA)系统相比,在保证块错误概率低于10^-5的条件下,远用户的吞吐量提高了32%。     

一种基于空频和星座编码的高效编码协作

协作分集可以有效地减轻无线信道衰落、改善无线通信系统性能。针对正交频分复用(OFDM)系统,提出一种高效编码协作协议。该协议将空频编码和星座编码相结合,可以提高频谱效率。推导了该协议的成对错误概率,分析了协作分集性能,给出了多径衰落信道下Viterbi译码器的判决度量计算公式。理论分析与仿真结果表明:新编码协作协议可以获得高频谱效率,用户间信道延迟扩展对系统误比特率(BER)性能影响较小,而上行链路信道的延迟扩展对系统BER性能影响较大。     

基于正则信道求逆预编码的MIMO功率分配方案研究

提出一种多用户MIMO系统中基于正则信道求逆预编码并具有QoS保障的功率分配方案:结合信道状态信息和用户QoS需求,分析得出约束条件的可行性判断依据;利用连续几何规划算法将非凸优化问题近似为凸优化问题,并辅以内点法求解最优功率分配方案;最终综合得出一套基于滑动窗口机制的功率分配框架。仿真结果表明,与现有算法相比,该方案能在有效保障用户最小速率和时延需求的基础上,显著提高系统可达速率。     

相关瑞利信道环境下空时编码系统性能分析

主要研究了空时编码系统在相关瑞利衰落信道和高斯噪声环境下的性能。基于Karhunen Loeve去相关变换,将相关的系统子信道系数向量投影到另一组元素间不相关的系数向量。根据所得的去相关的系数向量,得到了系统误码率的解析表达式。同时,将误码率公式表示为有利于数值计算的一元有限积分形式,推广了熟知的不相关瑞利衰落环境下的系统误码率公式。对所得理论结果进行数值仿真,结果表明相关性使系统编码增益降低1～2dB。     

基于空时分组编码的协作分集及其协作用户选择

对基于空时分组编码的协作分集系统进行了研究,讨论了时分双工协作模式、大尺度路径损失和阴影衰落对于系统的分集增益、中断概率和系统容量的影响,并在此基础上讨论了对于协作用户的选取准则和难易程度.性能分析和数值仿真表明,基于空时分组编码的协作分集系统是可行的.     

基于实数编码遗传算法的空车流量分配优化方法研究

针对铁路空车流量分配优化问题求解的复杂性,提出了采用实数编码遗传算法(Real-codedGenetic Algorithm,简称:RGA)求解的智能优化方法.对空车流量分配优化问题的RGA算法的基本结构、个体与适应度函数的构造、遗传算子的设计和算法的基本特点等进行了深入研究,并结合铁路空车流量分配问题的实例分析验证了算法的有效性.     

混合译码放大转发协同通信的功率分配

协同通信中,有效降低系统的发射功率是移动网络绿色化的一种解决方案。针对未来移动通信系统的节能问题,给出了协同通信系统中混合译码放大转发（hybrid decode-amplify forward, HDAF）的功率分配方案。该方案以直接传输方式的中断概率值为约束条件和总功率最小化为目标,采用极值问题的分析方法,得到了准静态瑞利平坦衰落信道中 HDAF协作方式源节点和中继节点功率。数值分析结果表明,在相同的中断概率约束条件下,采用HDAF协作方式所需的总功率比放大转发（amplify-forward, AF）、译码转发(decode-forward, DF)协作方式少5 dBm~17 dBm,最大限度地节约了系统资源的消耗。     

SC-FDMA系统中继波束赋形与用户功率分配算法

针对协作单载波频分多址(single-carrier frequency-division multiple access, SC-FDMA)系统提出了一种信干噪比约束下的中继波束赋形和用户功率分配联合优化算法。该算法能使得基站端输出信干噪比满足给定约束条件的同时最小化中继节点和用户节点的发射功率。该文通过利用矩阵分析中的瑞利商理论以及交替优化理论,分析并推导得出了最优的中继节点波束赋形和用户功率分配算法。仿真结果及分析表明,该文提出的中继波束赋形和用户功率分配算法与采用正交频分复用系统下的算法相比能有效地节省中继和用户节点的发射功率。此外,为了降低算法复杂度以及所需反馈开销,该文还给出了用户端等功率分配的方法以及在此基础上的中继波束赋形算法。     

基于不完美CSI的水声自适应功率分配算法

水声信道面临带宽资源有限、环境复杂的问题,为提高水下通信速率,基于水声传感器网络的海洋应用提出自适应通信的需求。传统基于简单信噪比指标的自适应资源分配算法无法准确表述衰落信道的统计特征,利用强化学习和卷积神经网络预测信道的方法虽然可以提高一定信道状态信息(channel state information, CSI)的准确性,但这种方法需要长期的观测和大量的训练样本,不符合水声环境的实际情况。对比,构建了一种中继放大转发协作正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)通信的模型,解决了由于节点漂浮导致直接通信传输效率变低的问题,并提出一种在时延反馈CSI中基于OFDM的自适应功率比特分配算法,利用条件概率表征不完美的CSI,调整自适应通信参数,进行遍历容量最大化建模。仿真结果表明,该算法实现功率和比特的联合自适应分配,平均传输速率指标优于直接反馈CSI的功率分配算法,虽然略低于采用马尔可夫链预测信道的方法,但结合算法复杂度来看,所提算法更简单,更适合能量有限的水声传感器网络。     

信道估计误差与延迟对自适应Turbo编码调制的误码率性能影响

提出了一种慢衰落信道上较为实用化的自适应Turbo编码调制(ATuCM)设计方案,并着重研究了信道估计误差与延迟对ATuCM的误码率(BER)性能的影响,最后通过计算机真对理论分析结果加以验证.分析和仿真结果表明,为了维持系统所需的BER性能,固定估计误差值应小于0.07dB,随机估计误差的离差要低于0.6,而时间延迟应控制在0.001/(v/λc)以内.     

一种MIMO OFDM系统中的自适应比特和功率分配算法

分析了MIMOOFDM系统中的自适应调制问题,提出了一种BICM-OFDM系统中的自适应比特和功率分配算法。基于完整的信道状态信息和奇异值分解理论,该算法自适应的为各发射天线的各个子载波分配比特和功率。蒙特卡罗仿真表明在10-5的误码率条件下在2×2MIMOOFDM系统中该算法相对于不采用自适应技术有大约4dB的相对增益。     

认知无线电网络中协同中继的中断性能分析

认知无线电网络中认知用户可以采用协同中继技术提高通信的可靠性,增加频谱效率。对认知无线电网络中采用分布式空时编码和基于解码转发协议下的认知用户中断性能进行了分析,给出了中断概率的一个上下界,得出中断概率的上下界与认知用户频谱效率、中继数量和检测概率的关系,给出了数值仿真。

Abstract：

To increase the reliability and spectrum efficiency of cognitive user in the cognitive radio networks, cooperative relay technique can be exploited. The outage performance of a cognitive user based on the distributed space-time coded and decoded-forward protocol was analyzed. The upper and lower bounds of outage were given, and then the correlations between the bounds and spectrum efficiency, the number of relays and detection probability of primary users were discussed. The numerical simulation was given, and their results were analyzed.     

基于信道统计量信息的中继OFDMA系统资源分配

研究了正交频分多址（OFDMA）两跳中继网络的资源分配问题。假设系统只有用户的信道统计量信息,基于用户的速率和中断容量要求,提出了自适应的中继选择、功率和子载波分配的优化问题;在保证每个用户最小速率需求情况下,使系统的总发射功率最小。应用对偶优化方法,导出了资源分配的最优解。此外,为了降低资源分配算法的复杂性,分别研究了基于信道统计量的贪婪算法和半分布式算法。仿真结果表明,提出的算法和无中继系统比较有很大的性能改进。     

Performance analysis of adaptive turbo coded modulation with time delay

1 .INTRODUCTIONIfachannelstateisknownatthetransmitter ,thechannelcapacitycanbeachievedbyadaptingthetransmitpower ,datarate ,andcodingschemerela tivetothisfadingstate[1] .Basedontheseresults ,anuncodedadaptivemodulationwasproposedinRef .[2 ].Thisadaptivemo…     

基于RTS/CTS协议的协同中继网络功率分配研究

针对使用分布式线性弥散码的放大转发协同中继网络,提出一种基于MAC层请求发送/允许发送协议的分布式功率分配方案.此方案不需要处理中心集中处理后反馈信息,信源和各中继节点可以计算自己的优化发射功率,简单易实现.还从降低系统中断概率的角度给出了基于中继信道强度的瓶颈效应和调和平均值的两种发射功率分配算法.仿真结果表明,相比较传统的等功率分配,提出的方案充分体现了分布式线性弥散码的分集增益,不仅降低系统的中断概率,还大大改善了接收端的误码率性能,有很强的实用性.     

16QAM调制下BICM-ID系统的最优多维映射

研究16QAM星座调制下比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统的多维映射设计.通过对渐进误比特概率的分析,得到用以映射设计的距离准则.进一步利用修正的分段二进制切换算法(MBSA)搜索,得到准静态瑞利衰落信道下渐进性能近最优的四维16QAM映射.仿真结果表明,采用四维16QAM映射的BICM-ID系统大幅改善了系统的渐进性能.     

限空间MIMO系统发射功率分配算法研究

MIMO技术可有效地抵抗矿井巷道中多径衰落现象,但矿井巷道的无线通信设备发射总功率因防爆要求而受到限制。分析了现有的发射功率分配算法,给出一种适用于矿井巷道的总功率受限的发射功率分配算法,能达到最小总平均功率和单根发射天线峰值功率受限条件下的最优功率分配结果。仿真结果表明,在满足目标误码率条件下新算法计算量小,且在单天线功率限制下能减少了系统的总发射功率,提高发射功率的使用效率。