多波束机会波束成形系统性能比较

研究了在多输入单输出(MISO)系统中通过加大、加快信道的波动来提高多用户分集增益的机会波束成形技术,并在此基础上研究了在每个时隙中采用多个加权矢量的多波束机会波束成形技术,着重对它们的性能作了仿真比较.结果表明,多波束机会波束成形技术可以提高系统吞吐量.     

机会波束成形系统中一种新的调度方案

主要研究机会波束成形系统中的调度算法,将宽带无线IP网络调度算法应用于机会波束成形系统,提出了一个保证用户QoS要求的新方案.数值分析表明,所提的方案较之传统的方案在保证系统吞吐量和用户间公平性的同时.也保证了用户的QoS.     

询问反馈策略下的门限截断机会波束系统

针对目前多用户多输入单输出机会波束中存在的用户数和反馈量过多的问题,提出了一种询问反馈策略下的门限截断机会波束系统——询问截断机会波束.以吞吐量最大化为原则设定截断门限,用户只有被基站询问且接收信干噪比大于系统截断门限时才进行反馈,一旦基站接收到反馈信息就停止对相应波束的询问,并分配给相应用户,重复此过程直到完成所有波束的分配.若某一发射波束在询问所有用户后仍未有反馈,则截断此波束发射.相对于传统机会波束系统,询问截断机会波束能够优选发射波束,降低反馈量.在瑞利衰落信道中对系统性能进行分析和仿真,并与传统机会波束比较,结果表明合理设置截断门限能将反馈量降低到1%以下,并将用户较少时的吞吐量提高了约1.2b/(s·Hz).     

OFDMA系统中多波束机会波束成形研究

机会波束成形(Opportunistic Beamforming,OBF)技术通过加大、加快信道的波动来提高多用户分集增益,将之使用在正交频分复用多址接入(OFDMA)系统中,可以使得系统的吞吐量最大化.在OFDMA系统中,通过对所有子载波进行分簇,可以实现在牺牲系统性能很少的情况下,大大降低系统反馈量.研究了对分簇OFDMA系统使用OBF技术来提高系统吞吐量,并进一步研究了在训练阶段使用多个随机加权向量进行多波束成形,然后从中选择最好的一个来实现数据阶段的波束成形.仿真证明,采用多波束机会波束成形技术能提高OFDMA系统吞吐量.     

窃听双向协作网络机会中继选择方案的保密性能分析

对于多中继、窃听双向协作网络,研究使用机会中继选择和模拟网络编码技术来增强窃听系统物理层安全性.具体地,窃听双向协作网络的通信过程共3个时隙.第1和第2时隙,两信源分别发送消息到中继节点;第3时隙,根据最大最小中继选择方案,选取一个成功解码两信源消息的中继节点.使用模拟网络编码技术将两信源消息混合,把混合消息广播给两信...     

干扰温度约束下的最优源功率控制与协作波束成形

文中研究在主用户干扰温度约束下,如何优化认知源节点发送功率以及认知中继波束成形权值来最大化认知目的节点的信噪比.信噪比最大化问题被转化为广义Rayleigh商问题,最优中继波束成形权值等于相关信道系数与源节点发送功率构成的矩阵的最大特征值所对应的特征向量.文中考虑了严格与宽松两种干扰温度约束,对于严格约束,给出了最优源节点发送功率与中继波束成形权值的解析解;对于宽松约束,推导了包含最优源发送功率的一个紧缩区间,并在该区间内使用基于最速下降的梯度方法有效计算最优解.     

基于动态门限的异构无线网络协作节能算法

针对现有异构无线网络节能方法未能充分发挥网间协作潜力, 缺乏载频、 基站等不同粒度关断技术的综合应用及理论分析, 节能效果有待进一步提高的问题, 提出一种基于动态门限的异构无线网络协作节能算法(ESDT: Energy Saving Algorithm Based on Dynamic Thresholds)。该算法将载频、 基站等不同粒度关断技术相结合, 以最小化系统整体能耗为目标, 应用排队理论对门限值进行动态调整, 根据系统负载变化, 动态开关多粒度资源。仿真结果表明, 在保证系统接入阻塞率的前提下, 该算法与动态开关载频单一粒度节能算法相比, 节能效果更佳, 资源利用率更高。     

SVM自适应波束成形

支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是机器学习领域的最新成果,它有较强的泛化能力,收敛快以及低复杂度等优点.本文通过对训练样本进行数据格式的转化,继而转化为libsvm和lssvm分类所要求的数据格式.然后在上行波束成形中使用SVM算法,提高空域滤波的分辨率,仿真结果显示:与LMS(LeastMean Squares,最小均方值,又叫随机梯度下降法)、MMSE(Minimum Mean-Square Error,最小均方误差)经典算法相比,误码率有了明显改善.     

基于压缩感知的波束选择算法研究

针对大规模毫米波多输入多输出(MIMO)数字波束成形射频链多、成本高且功耗大等难题,研究了低硬件复杂度和功耗的混合波束成形算法,基于第三代合作伙伴计划(3GPP)的TR 38.901 V16.1.0构建了毫米波无线信道仿真模型,以系统“和速率”最大化和总发射功率最小化为优化目标,获得了基于压缩感知的波束选择算法。仿真结果表明：本文所研究基于压缩感知波束选择算法的混合波束成形系统“和速率”随着用户数K近似对数增长。系统“和速率”会受到多用户干扰的限制,在信噪比为10 dB且用户数K较大时,波束选择算法比全数字多用户波束成形算法的系统总发射功率高约2 dB,但波束选择方案有着较低的系统复杂度。     

一种增强型选择放大转发机会协作分集协议

针对协作分集系统中放大转发协议存在的噪声放大问题,提出了一种增强型选择放大转发机会协作分集协议.该协议首先在多个中继中选择最优的中继,然后目的节点对源节点第1步广播的信息做出成功、半成功和失败3种反馈,源节点和最优中继节点根据反馈信息分别采取非协作传输、源节点重传和中继放大转发3种方式,由于加入了源节点重传,因此减少了中继放大转发次数及噪声的放大.理论分析和仿真结果表明,当中断概率为10-3、中继个数为4时,与增强型放大转发机会协作分集协议相比,该协议约有0.4dB的信噪比增益,并且达到了和理想分布式空时码相同的分集-复用折中.     

Outage analysis of opportunistic relay and beamforming in DF relay networks over Nakagami-m fading channels

<正> In this paper,the outage performance of opportunistic relay ( OR) and equal gain transmissionbeamforming(EGT-BF) are studied in decode-and-forward (DF) relay networks over Nakagami-m fadingchannels,assuming multiple relays are available in the networks.We derive the moment generation function(MGF) of the received signal-to-noise ratio (SNR) at the destination,then obtain the exact closedformsolution of OR and the approximate closed form expression of EGT-BF in terms of outage probabilityrespectively through numerical inversion of Laplace transform.Simulation results are given to verify thecorrectness of theoretical analysis.We also compare the outage performance of OR and EGT-BF with othertransmission strategies and find that when decoding results of relays are available at the destination,OR achieves high performance and is the optimal scheme to achieve the tradeoff between performance andoverheads.When relay decoding information is unachievable,the performance of OR degrades significantly,and the EGT-BF is a more preferred scheme.     

机会网络中基于传染路由的TCP性能分析

不同于传统互连网络,机会网络具有时延长、数据率低和间断连接等特性,其以＂存储-携带-转发＂的路由模式来实现节点间通信,其研究重点是基于冗余的机会网络路由协议.为了研究机会网络中TCP的性能,特别是与传染路由结合时的TCP性能,通过对机会网络使用不同路由时TCP的性能进行对比仿真,分析了TCP与传染路由结合的可行性.仿真结果表明：传染路由在一定条件下能与TCP结合,但传染路由的＂洪泛＂特性和机会网络的间断特性会使得TCP性能较差.     

自适应宽带稳健波束形成及神经网络算法

针对被动跟踪系统中阵处理的要求，建立了适应宽带稳健波束形成设计方法，用神经网络算法实现了自适应宽带波束形成，从理论上解决了自适应阵观察方向上的稳健设计问题，抛弃了自适应阵的时延补偿器，将正则网络应用于自适应宽带波束形成，解决了阵处理中求二次约束解的非线性规划问题，并能在毫微秒时间内收敛，不仅保持了二次约束自适应波束形成的干扰抵消能力，而且克服了软约束带来的阵指向性两端上的现象，所建立的阵处理器能抵消干扰达40dB以上，工作带宽达到2个倍频程。     

物联网中一种面向聚集点的机会路由算法

物联网中感知设备可以随身携带,具有明显的社会属性.在设计转发策略的时候,需要考虑感知设备的社会属性对路由算法性能的影响.针对人们在日常生活、工作当中展现出的群聚行为,提出了一种面向聚集点的机会路由算法.该算法结合传统的多备份路由机制以及直接等待传输策略,通过在聚集区域内放置一个静态节点来辅助移动节点进行数据转发,解决移动网元之间以及移动网元于静态网元之间的数据转发问题,进而改善了传统机会路由算法的性能.     

机会网络中基于消息副本数量的自适应缓存管理策略

机会网络中,消息副本数越多,其成功投递的概率越大.首先根据网络历史信息来估计消息的副本数量,并证明网络中生存时间相同的消息的副本数服从正态分布,进而设计出基于消息副本数量的自适应缓存管理方案.仿真结果显示,此缓存管理方案在不增加网络负载率的条件下,可以有效提高消息成功投递率,降低网络平均时延.     

移动Adhoc网络的分簇后择路由协议

为了充分利用无线通信信道的广播特性,提出了一种分簇的移动Ad hoc网络后择路由(opportunistic routing)协议.该协议在转发数据包时,首先向相邻节点广播该数据包,然后在正确接收到数据包的节点中选择一个合适的节点转发.采用这种方法可以克服无线信道质量不稳定的缺点,同时利用了传统的路由协议无法利用的长距离不稳定链路.仿真实验表明,这种路由协议可以大大减少数据包在网络中的转发次数,提高了整个网络的吞吐量.     

基于成功递送率的编码感知机会路由机制

为充分利用无线信道的广播特性,提升网络性能,提出了一种基于成功递送率的编码感知机会路由机制。该机制采用成功递送率替代跳数、期望传输次数等传统路由判据进行路由选择。同时采用转发节点集,允许转发节点集中的所有节点进行编码并按不同的优先级转发数据包,从而避免了传统编码感知的路由方法为获得编码增益"汇聚"数据流所引起的流间干扰、中间节点过载等问题,获得了更高的编码增益。仿真结果表明,该机制能够以增加少量重复数据包为代价获得更多的编码机会,从而有效地提升网络性能。     

相遇时间感知的机会网络社区路由策略

利用节点运动过程中带来的相遇机会,机会网络中的节点以"存储、携带、转发"的方式来完成消息的传输。由于采用这种特殊传输机制,机会网络比传统自组织无线网络传输延迟较大。在当前以相遇历史信息或者链路状态感知为基础的转发机制中大多以牺牲延迟为代价,片面追求传输率。根据机会网络中节点的社会特性,提出了一种节点相遇时间估计方法,以分布式的方式预测到达目的节点的间隔时间,进而,节点以相遇时间估计值为依据,选择到达目的节点间隔时间较短的节点作为中继节点,最终完成消息转发。结果表明,所提出的相遇时间估计方法比较准确,与广泛采用的路由策略相比较,所提出的方法能够将消息传输延迟性能提高30%以上。     

面向机会网络的自适应冗余副本删除机制

机会网络中的节点采用泛洪机制转发确认消息以删除冗余副本,此种方式开销较大.提出一种自适应分发确认消息的机制,综合考虑确认消息跳数、区域消息密度及确认消息历史转发情况3个参数,节点以分布式的方式控制确认消息的分发,以更加有针对性地删除网络中的冗余副本.仿真结果表明,该机制能够有效地转发确认消息,在提高路由性能的同时降低资源的消耗.     

干扰受限的增量型机会中继选择协作通信

协作通信让用户以协作的方式传输信息,是下一代无线通信系统为提升频谱效率所采用的关键技术之一。实际无线通信中的期望信号除了受到信道衰落和噪声的影响外,还可能受到来自其他用户同频信号的共道干扰。随着用户数的增加,大量的共道干扰就会取代噪声成为影响无线通信质量的主要因素,称为干扰受限。提出全网总功率约束条件下的增量型解码转发机会中继选择协作通信策略,并研究该策略在Nakagami/I.I.D.Nakagami信道衰落和干扰受限环境下的协作通信性能。理论分析和仿真结果表明,该协作策略能够在Nakagami/I.I.D.Nakagami信道衰落和干扰受限环境中有效抵抗信道衰落和共道干扰,实现协作分集增益。当源节点和中继节点的功率可以灵活调整时,合理的功率分配可以进一步提升协作通信性能。