协作通信网络的伙伴选择改进算法

摘要

在协作无线通信网络中，伙伴选择问题是其实际应用中的重要步骤，也是影响通信质量的重要因素。本文在总结现有伙伴选择算法的基础上，针对两种具体应用场景，提出了两种新的改进伙伴选择算法。 第一，针对无线传感器协作通信网络，分析了该场景下协作伙伴选择方法中的中继节点抢占问题，提出一种中继复用的分布式改进协作伙伴选择方法。建立允许协作链路间复用中继节点的系统模型，运用拉格朗日乘子法优化中继节点上功率分配最大化协作增益，分析复用中继能获得误码率增益和功率增益的条件和功率分配方法。理论分析和仿真结果表明，允许中继通过功率分配进行复用的新伙伴选择方案能降低无线传感器网络的系统总功率消耗，并使更多链路的误码率需求得到满足。 第二，针对基于IDMA叠加调制的协作蜂窝网。引入IDMA叠加调制可以提高系统的时隙利用率，获得更大的协作增益。但叠加调制要求两个源节点必须互为中继，已有的伙伴选择策略不能很好的满足这一要求。本文推导了高信噪比下基于IDMA叠加调制的TDMA半双工协作通信网络的中断概率表达式，分析了采用IDMA叠加调制能获取增益的条件，针对基于IDMA叠加调制的协作通信网络提出了最优的集中式改进伙伴选择策略和次优的分布式改进伙伴选择策略。仿真结果显示，改进的伙伴选择算法可以有效地降低网络的平均中断概率。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1选题背景和意义

1.2协作伙伴选择问题当前主要研究方向

1.3研究内容和创新

1.4论文结构

第二章协作分集技术

2.1协作分集概念

2.2协作分集增益

2.2.1提高信息传输速率

2.2.2减少系统中断概率

2.2.3扩大覆盖范围

2.2.4减少传输的误码率

2.2.5减少功率消耗

2.3协作伙伴选择

2.3.1伙伴选择问题介绍

2.3.2单链路伙伴选择方法

2.3.3无线协作网络伙伴选择算法

2.4本章小结

第三章一种功率节省的传感器网络改进伙伴选择方法

3.1无线传感器网络

3.1.1无线传感器网络特点

3.1.2无线传感器网络的节能技术

3.1.3协作分集技术在无线传感器网络中的应用

3.1.4现有适用于无线传感器网络伙伴选择算法的局限性

3.2系统模型

3.3中继复用性能分析

3.3.1最小化误码率

3.3.2最小化总功率

3.4改进伙伴选择方法

3.5仿真结果

3.6本章小结

第四章 IDMA叠加调制协作蜂窝网络的改进伙伴选择方法

4.1 IDMA叠加调制技术

4.1.1 叠加调制

4.1.2 IDMA叠加调制

4.1.3叠加调制下的伙伴选择问题

4.2叠加调制协作蜂窝网系统模型

4.3 IDMA叠加调制中断概率性能分析

4.3.1 直传的中断概率性能

4.3.2 DF协议的中断概率性能

4.3.3 IDMA叠加调制的中断概率性能

4.4改进的伙伴选择方法

4.4.1 分布式伙伴选择方法

4.4.2集中式伙伴选择方法

4.5仿真结果

4.6本章小结

第五章结论

5.1 论文总结

5.2展望

参考文献

致谢

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