《協作分集系統中機會角色選擇策略研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由丁海洋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：協作分集系統中機會角色選擇策略研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：丁海洋
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
協作分集系統中機會選擇策略研究以往關注的大多是節點、鏈路、天線等資源的機會規劃配置，而假定系統中各節點所擔當的協作角色（如信源、中繼或目的端）是固定不變的。這種固定的角色指配方式可以大大簡化協作分集系統的設計與性能評估，但卻不能實時選出傳輸質量最好的鏈路來承載信息，由此降低了系統傳輸可靠性。本項研究擬從構建分散式角色判決準則和判決反饋流程入手，為典型協作分集系統設計具有低信令開銷和反饋延遲、高傳輸可靠性的分散式機會角色選擇策略，有效解決節點協作角色的動態、高效指配問題。進而，兼顧信息和信令傳輸錯誤，完備分析角色選擇協作系統的可達性能和高信噪比性能變化規律，並通過信息、信令發射功率聯合最佳化分配全面提升系統傳輸可靠性。本項目的特色是充分利用無線信道的隨機衰落波動來動態、靈活、高效配置各節點所擔當的協作角色，本項研究的開展對於構建穩固、高效、互惠的協作傳輸體系具有重要的理論意義和實用價值。
結題摘要
協作分集系統研究以往大多假定系統中各節點所擔當的協作角色是固定不變的。這種固定的角色指配方式可以極大簡化協作分集系統設計，但卻不能實時選出傳輸質量最好的鏈路來承載信息，降低了傳輸可靠性。本課題從研究具有高傳輸可靠性的中心化角色選擇方法入手，旨在設計具有高傳輸可靠性和低信令開銷的分散式角色選擇方法。 首先在單向和雙向中繼場景下設計了中心化角色選擇方法。研究表明：在單向和雙向中繼場景下，中心化角色選擇方法可獲得比固定角色配置高1階的分集增益，且系統分集復用折中性能更佳。 進而，構建了局部信道狀態信息判決反饋機制，並設計了分散式角色選擇方法。在採用模擬網路編碼和時分廣播協定的雙向中繼場景下，嚴格證明了分散式角色選擇方法與最優（中心化）角色選擇方法在角色判決結果上是等價的。研究表明：（1）與固定角色配置相比，分散式角色選擇方法可將系統分集增益提高1階。（2）與最優（中心化）角色選擇方法相比，分散式角色選擇方法可將信令開銷減少60%，同時保證最優的角色判決結果。 為降低能耗，還研究了一種無線供電的三節點協作角色選擇系統。研究表明：（1）動態角色選擇方法可將系統分集增益提高至3階，且中斷曲線下降速率不再受log(SNR)和log(log(SNR))緩衝因子影響。（2）LOS路徑對於提升系統性能至關重要，且基於不理想信道信息得到的角色判決結果將顯著降低系統性能。 鑒於LOS路徑的重要影響，針對無線供電的協作角色選擇系統，研究了LOS路徑和機會規劃對於兩跳中繼鏈路性能的影響機理。研究表明：（1）在LOS路徑很強時，系統中斷性能緩衝因子log(SNR)可被消除，系統中斷性能服從1/SNR規律變化。（2）當目的端個數大於1時，機會規劃第二跳鏈路可消除緩衝因子log(SNR)的影響。而強LOS路徑和機會規劃的聯合作用可將系統分集增益增加至N階（N為目的端個數）。（3）提出了無線供電和非無線供電中繼系統的性能等價條件。 本課題對於構建穩固、高效的協作傳輸體系具有理論指導意義。
