论文研究-Two-way中继系统中基于最小化中断概率的功率分配策略.pdf

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为了降低Two-way中继系统中断概率,提出了一种Two-way 中继系统中基于最小化中断概率的功率分配策略。首先推导了Two-way中继系统中断概率的闭合表达式,然后在总功率受限的条件下,提出了一种最小化中断概率的最优功率分配策略(OPA),通过拉格朗日乘数法对该优化模型进行了求解。仿真结果证明了该策略能够有效降低系统的中断概率,提高系统性能。
1110 计算机应用研究 在以T1、T2的中点为重心大小为400×200的矩阵范围内 个量级,为1×10。这一点说明了在Two-way中继系统中合 图4表示T3与T1间的距离变化所对应的系统中断概率的理进行功率分配的重要性。 变化。由图4可以看出,当7位丁两个终端节点的正中时,系 统的中断概率最低。而采用优化功率分配策略时,中断概率的4结束语 区别更为明显。如在T距离73为500m时,采用功率优化分 本文对 Two-way中继系统中的功率优化分配问题进行了 配策略系统的中断概率仅为0.15,而采用功礻平均分配策略,中 研究。首先分析了系统的中断概率表达式,以最小化系统中断 断概率则有0.0左右的提升;当7距离T3为100m时,平均功概率为目的,在系统总功率有限的限制条件下,构建了优化求 率分配下的中断概率高达0.38,优化功率分配仅为0.28。 解模型,并通过数学推导对优化模型求解,得到了最终的优化 0.4 上可!分配解。仿直分析表明,提出来的优化功率分配策降能降低系 600 三0.35 统中断概率,提高系统性能。 550 803 参考文献: 450 [1 SHANNON C E. Two-way communication channels C //Proc of the 0.15 4th Berkeley Symp Math Stat Prob 1961: 61 1-644 350 [2 RANKOV B, WITTNEBEN A Spectral efficient protocols for halfdlu 300 100200300400500600700800900 20040060080010001200 distance between T, and T,/m plex fading relay channels J|. IEEE Journal on Selected Areas in distance/m 图4T1与3节点间距离与中断 Communications,207,25(2):379-389 图3节点分布图 概率的关系 [3 KNOPP R. Two-way wireless communication via a relay station[C]// 图5表示是否使用中继选择对系统中断概率的影响。由 Proc nf GDRIIS Meeting. 2007 图可以看出,在低信噪比的时候,是否进行中继选择对系统的4] HUANG Wan-jen, HONG Ya-wen,KUOC.CJ. Power allocation 性能影响不大,如当总功率小于20W时,两者区别不大。但 for lifetime maximization in cooperative networks[C]//Proc of IEEE 随着信噪比的提高,合理地进行中继选择可以显著提高系统性 Vehicular Technology Conference. 2007: 581-585 能,如当总功率等于100W时,中继选择策略下的系统中断概5] JING Yin-i. A relay selection scheme for Two-way amplify-and-for 率要低4个数量级。 ward relay networks[C|//Proc of IEEE Wireless Communication 10° Signal Processing. 2009: 1-5 [6 SHIN W, LEE N, LIM J B, et aL. An optimal transmit power alloca 10 10°2 10 tion for the Two-way relay channel using physical-layer network coding IC//Proc of IFFF. International Conference on Communications 10° Workshops. 2009: 1-6 !·!!! 10 I 7 ZHANG Xiao-juan, GONG Yi. Adaptive power allocation in Two-way 10 ! 01020304050607080901000102030405060708090100 amplify-and-forward relay networks[C]//Proc of IEEE International total power/w total power/w Conference on Communications. 2009: 1-5. 图5使用不同中埊选择策略图6使用不同功率分配策略时 时的中断概率 的中断概率 [8]刘通,唐伦,陈前斌,等.Two-way中继系统中的双向中继选择及 图6则表示了选用不同功率分配策略时对应的系统中断 功率分配策略[冂.计算机应用研究,2010,27(7):2697-2699. 概率,在低信噪比时,是否进行功率分配对系统性能影响并不91,1 ong-huI,BAky, ractical physic alysis and 大。从图6中可以看出,当总功率小于25W时,两种策略的区 comparison[J. IEEE Trans on Wireless Communications 別并不明显。然而随着信噪比的提高,在消耗同样功率的情况 2010,9(2):764-777 下,合理地进行功率分配却能有效降低系统中断概率。如在系10. PHA\ KT,mOLN, VOROBYOV SA,e. Power alloc ation in 统总功率等于60W时,优化分配功率后,系统的中断概率为 wireless multi-user relay networks J. IEEE Trans on Wireless 1×10,而如果只是平均分配功率的话,中断概率则要高H Communication, 2009, 8(5): 2535-2545 (上接第1098页 [12 MORELOS-ZARAGOZA U K, KOHNO RR H. Modulation identifi [6]黄知涛,周一宇,姜文利.基于相对无模糊相位重构的自动脉内调 cation and carrier recovery system for adaptive modulation in satellile 制特性分析[J].通信学报,2003,24(4):153-1 communications C]//Proc of the 61 st Vehicular T'echnology Confe [7 SWAMI A, SADLER B. Modulation classification via hierarchical ag rence. Piscataw ay: IEEE Press, 2005: 2697-2701 glomerative cluster analysis[C]// Proc of IEEE Signal ProcessingΔd-[13池庆玺,袁健全,陈旭情,等,基于改进小波脊线的PSK信号载频 vances in Wireless Communications. 1997. 141-144 提取技术仿真[J].系统仿真学报,2008,20(23):6338-6342 8] YANG Y,LIUC, SONG T. A log-likelihood function- -based algorithm[14』李小捷,许录平,陈佳.基于均值移位的載频盲估计算法[J.系 for QAM signal classification[J. Signal Processing, 1998, 70 统仿真学报,2009,21(5):1451-1458 (1):61-71 15 SPOONER C M. On the utility of sixth-order cyclic cumulants for RF [9] NANDI A K,A∠∠OU∠EE. Modulation recognition using artificial signal classification[C]//Proe of IEEE ASILOMAR. 2001: 890 neural nerworks_ J]. Signal Processing, 1997, 56(2): 165-175 l10邓振森,刘渝.MPK信号载频盲估计丨J丨.通信学报,2007,2816张贤达.时间序列分析—高阶统计量方法丨Ⅵ丨.北京:清华大学 (2):94-100 出版社,1996:263-282 [l]张仔兵,李立萍,肖允赐.MPSK信号的獯环谮检测及码元速率估「17皇埔垬,陈建文,楼生强.现代数穹信号欠理[M].北京:电子工 计[J].系统L程与电子技术,2005,27(5):803-806 业出版社,2003

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