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中继网络中基于能量效率的动态用户接入算法

东南大学学报（自然科学版） 2013年第4期43卷 675-680页

作者：李欣王浩孟超刘楠尤肖虎东南大学移动通信国家重点实验室南京210096

为了解决中继网络中基于能量效率的用户接入问题,将用户数据需求严格受限下基于能量效率最优的动态用户接入问题建模为一个整数优化问题,该问题类似于一个NP-hard的多维背包问题.首先,采用穷搜法分析了该问题最优解的复杂度.然后,提出... 详细信息

为了解决中继网络中基于能量效率的用户接入问题,将用户数据需求严格受限下基于能量效率最优的动态用户接入问题建模为一个整数优化问题,该问题类似于一个NP-hard的多维背包问题.首先,采用穷搜法分析了该问题最优解的复杂度.然后,提出了一种低复杂度、高效的基于能量效率的动态用户接入算法(UAEEM).该算法在保证用户数据需求严格受限的前提下,按照系统射频端和电路端的能量效率最大原则,动态调整用户归属和中继的工作状态,以实现网络能量效率最大化.最后,通过仿真实验验证所提算法性能.结果表明,UAEEM算法能显著提高系统的能量效率、降低系统的计算复杂度,且其性能接近最优解.

关键词：能量效率动态用户接入中继网络休眠

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基于自动编码器的物理层中继网络研究

基于自动编码器的物理层中继网络研究

作者：应忠翔厦门大学

学位级别：硕士

近年来,随着各种多样化和复杂的应用走进人们的生活,很大程度上对传统通信架构产生了更高的要求。这意味着日益增长的用户设备和流量,要求更高的通信吞吐量以及更大的通信覆盖面积。而中继技术因为其在扩大通信网络的覆盖面积的同时,最... 详细信息

近年来,随着各种多样化和复杂的应用走进人们的生活,很大程度上对传统通信架构产生了更高的要求。这意味着日益增长的用户设备和流量,要求更高的通信吞吐量以及更大的通信覆盖面积。而中继技术因为其在扩大通信网络的覆盖面积的同时,最大限度的提高了网络吞吐量,因此成为传统网络结构升级的重要组成部分。此外,传统通信系统由于具有模块化设计的思想以及必须基于理想的数学模型的前提,尚无法确定在任意的信道环境下是否能够实现整体最优。而自动编码器作为深度学习中的一种网络结构,具有和基本通信系统相似的结构。本文结合自动编码器的特性,在物理层上设计了多种中继方案,形成一个相对完整的基于深度学习的中继网络的设计架构,主要贡献有以下几个方面:(1)使用神经网络来实现点对点通信中两个终端节点编码调制和解码解调,实现接近或者超过传统方案的误码性能。在此基础上,引入了中继节点辅助信息传输,提出了基于自动编码器的端到端网络,实现了多终端问题中,信息单向有效、可靠地传输。(2)为了减少单向中继网络的信息交换时隙,考虑到传统模拟网络编码(Analog Network Coding,ANC)方案中放大中继节点噪声的问题,使用自动编码器构建了基于ANC的双向中继网络,比特数据经过多层卷积神经网络后,学习到了相应的编码表示,证明了网络的有效性。由于ANC于中继节点处放大了噪声,而传统物理层网络编码(Physical-Layer Network Coding,PNC)中存在高阶调制下的模糊问题,因此使用自动编码器构建了一个基于PNC的双向中继网络,给出了低阶、高阶调制的星座映射方案。(3)针对上述工作仅适用于加性高斯白噪声(Additive White Gaussion Noise,AWGN)信道,提出了一种适用于Rayleigh信道的基于能量自动编码器的单向中继网络。将编码器的输出转换为实值设计,仅将计算后的信号能量送入神经网络中训练,无需良好的信道状态信息,并减少了网络设计的复杂度。为了提高吞吐量,在此基础上,提出了一种适用于Rayleigh信道的基于能量自动编码器和PNC的双向中继网络,实现了低复杂度的同时达到了和现有方案近似的性能,并具有更强的泛化性。

关键词：深度学习中继网络自动编码器物理层网络编码

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OFDMA中继网络变时域节能资源分配策略

电子与信息学报 2013年第5期35卷 1023-1030页

作者：黄博方旭明陈煜西南交通大学信息编码与传输省重点实验室

现有正交频分多址接入(OFDMA)中继网络资源分配的研究均采用固定时域配置下的频域分配和功率分配,不能很好适应用户业务在时域上的变化。该文针对OFDMA中继网络提出一种可最优节能的资源分配策略和一种简化的节能资源分配策略,为资源分... 详细信息

现有正交频分多址接入(OFDMA)中继网络资源分配的研究均采用固定时域配置下的频域分配和功率分配,不能很好适应用户业务在时域上的变化。该文针对OFDMA中继网络提出一种可最优节能的资源分配策略和一种简化的节能资源分配策略,为资源分配问题建立一般化的模型,即动态分配时域资源、频域资源和功率资源,所建模型具有很强的灵活性和适应性,不仅适用于固定时域分配系统,也适用于非固定时域分配系统。此外针对非满负荷业务,在保证用户服务质量的情况下,以节能为目标对无线非协作中继网络的资源分配进行能效最大化建模,使用拉格朗日乘数法对模型求解。考虑到算法复杂度,应用指派问题中的匈牙利算法设计出一种简化的资源分配策略。理论和仿真结果表明,最优节能资源分配算法能够得到能效的最大化,而简化节能资源分配算法与最优节能资源分配算法在能效上的差距不足5%,但算法复杂度得到了显著降低。而且,动态分配时域资源比固定时域分配对用户分布不均或链路分布不均有更强的适应性。

关键词：无线通信正交频分多址接入中继网络资源分配能效

基于非合作博弈的OFDMA无线多跳中继网络上行链路资源分配算法

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通信学报 2012年第3期33卷 67-74页

作者：向征方旭明徐鹏西南交通大学信息编码与传输重点实验室四川成都610031 中国民航飞行学院空中交通管理学院四川广汉618307 西南交通大学数学学院四川成都610031

研究了基于OFDMA多址技术的无线多跳中继网络上行链路资源分配问题。首先,在最大发射功率等约束条件下,建立了多小区OFDMA无线多跳中继网络上行链路的资源分配优化模型。将非合作博弈论和定价机制引入后,该优化问题可转化为在每个子信... 详细信息

研究了基于OFDMA多址技术的无线多跳中继网络上行链路资源分配问题。首先,在最大发射功率等约束条件下,建立了多小区OFDMA无线多跳中继网络上行链路的资源分配优化模型。将非合作博弈论和定价机制引入后,该优化问题可转化为在每个子信道上独立地进行功率分配。基于非合作博弈的功率分配模型中的纳什均衡点的存在性和唯一性得到了证明,并给出了具体的分布式求解算法。仿真结果表明,所提算法能在大幅减少系统总发射功率的情况下,有效地提升系统吞吐量,达到较高的能效比。

关键词：中继网络 OFDMA 非合作博弈上行链路资源分配

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中继网络中减少反馈的多用户调度算法

信号处理 2011年第3期27卷 412-417页

作者：李征唐伦陈前斌重庆邮电大学移动通信重点实验室重庆400065

针对多用户中继网络中上行反馈负荷过大的问题,本文提出了一种减少信道状态信息反馈的半分布式调度算法(RRFD)基于反馈中断概率及总用户数,基站与中继分别设置信道状态反馈门限。每一调度周期内,通过与门限的比较,用户决定是否反馈相应... 详细信息

针对多用户中继网络中上行反馈负荷过大的问题,本文提出了一种减少信道状态信息反馈的半分布式调度算法(RRFD)基于反馈中断概率及总用户数,基站与中继分别设置信道状态反馈门限。每一调度周期内,通过与门限的比较,用户决定是否反馈相应链路信息,基站根据用户反馈情况决定系统采用何种传输模式。文中还对AF协议下采用该算法时的反馈用户数及平均可达速率等性能指标进行了理论推导。仿真结果表明,系统性能与数学推导相一致,与此同时,本文提出的算法可极大程度(90%以上)的减少系统反馈量,并著降低了系统反馈中断概率,减小了容量损失。

关键词：中继网络资源调度减少反馈信道状态信息

不可信无线中继网络中基于用户选择的安全通信研究

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电子学报 2017年第7期45卷 1593-1600页

作者：邓单周雯广州番禺职业技术学院信息工程学院广东广州511483 南京林业大学信息科学技术学院江苏南京210037

该文研究在不可信解码转发无线中继网络中,基于用户选择的安全通信策略与性能分析.根据直接链路与中继链路的信道增益,本文提出三种不同的选择准则以提升系统的安全性;文章推导了三种选择准则下安全截断概率的闭式解析表达式及渐近表达... 详细信息

该文研究在不可信解码转发无线中继网络中,基于用户选择的安全通信策略与性能分析.根据直接链路与中继链路的信道增益,本文提出三种不同的选择准则以提升系统的安全性;文章推导了三种选择准则下安全截断概率的闭式解析表达式及渐近表达式.根据渐近表达式和数值仿真结果可知,次优准则可以达到与最优准则几乎相同的系统安全性能.同时部分选择准则也能达到全分集增益性能.

关键词：不可信中继用户选择物理层安全中继网络安全截断概率

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两跳多中继网络中改进的前向放大中继策略

上海交通大学学报 2012年第6期46卷 905-909页

作者：李雳何晨蒋铃鸽占敖上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

单源单宿多中继多天线系统中,中继总功率受限的最大化系统传输速率问题为非凸优化问题.针对此问题分别提出TFSA(Target Function Simplified Algorithm)和CCSA(Constrain Conditions Simplified Algorithm)两种优化算法.TFSA通过缩放信道矩阵与其共轭转置矩阵乘积的特征值使此问题成为凸优化,并使用传统凸优化方法获得其最优数值解;CCSA通过缩小此优化问题的约束集并转换自变量使之成为凸优化,再利用拉格朗日算法获得其解析解,能够实现算法复杂度和系统性能的折衷.实验仿真表明,TFSA算法能逼近最优算法实现的系统性能;CCSA与已有算法比较获得了一定的速率增益,且实现复杂度低.

关键词：多输入多输出中继网络传输速率放大前传波束成形

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室内中继网络部署及其优化

应用科学学报 2011年第1期29卷 15-21页

作者：裴郁杉田辉王莹宋磊北京邮电大学无线新技术研究所北京100876 北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室北京100876

针对室内复杂的无线传输环境和较大的吞吐量要求,该文提出在室内场景中部署中继以提升吞吐量和覆盖范围,并对大型室内场所的无线传输环境进行建模,改变其中的参数以适应不同的实际环境.以大办公室环境为例,提出一种室内中继部署和优化... 详细信息

针对室内复杂的无线传输环境和较大的吞吐量要求,该文提出在室内场景中部署中继以提升吞吐量和覆盖范围,并对大型室内场所的无线传输环境进行建模,改变其中的参数以适应不同的实际环境.以大办公室环境为例,提出一种室内中继部署和优化方案及其仿真方法,根据对系统性能需求的预测求得各接入点的部署数量、位置和中继工作模式.仿真结果表明,在室内环境中部署中继可有效提高系统吞吐量和覆盖面积.综合考虑系统性能要求和网络成本,使用1个基站和4个放大-转发中继站共同覆盖为理想的网络部署方案.

关键词：室内中继网络部署建模覆盖

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一种新的无线中继网络随机接入协议

沈阳工业大学学报 2012年第6期34卷 685-690页

作者：张超一武穆清宿景芳北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

针对无线中继网络多址接入的碰撞问题,提出了一种由固定中继节点支持的多址随机接入协议.中继网络中的节点采用非坚持监听方式随机接入,保证一定比率的通过量,中继节点存储剩余碰撞的分组数据包.在若干个连续时隙内,根据信道衰落系数的... 详细信息

针对无线中继网络多址接入的碰撞问题,提出了一种由固定中继节点支持的多址随机接入协议.中继网络中的节点采用非坚持监听方式随机接入,保证一定比率的通过量,中继节点存储剩余碰撞的分组数据包.在若干个连续时隙内,根据信道衰落系数的非相关性,中继节点将建立恢复原始数据的线性方程组,求解并恢复原始数据包.仿真结果表明,与同类算法相比,采用了非坚持监听方式,系统的吞吐量有较明显的提高;该方法不需要增加重传机制,节省了系统频谱资源;由于有中继存在,采用了不同路径传输,使信道参数不相关;接收端不需要增加天线等硬件设备,以便获得较高的分集增益.

关键词：随机多址接入协议设计中继网络非坚持监听碰撞数据恢复非相关数字信号处理