无线自组织网MAC层协作协议研究
本文选题:无线自组织 + 按需协作 ; 参考:《东南大学》2017年硕士论文
【摘要】:近年来,从学术界和工业界,无线通信网络中的协作的概念已经引起了极大的关注,它可以有效地解决由于用户移动性和网络资源的稀缺造成的无线网络的性能下降问题。本文对无线自组织网协作协议进行研究,主要内容如下:一、改进机会中继协议,提出分布式按需协作协议。在没有网络拓扑信息的条件下,基于对瞬时信道状态进行测量,依据测量值,给出如何快速选取最优中继协作节点的解决方法。为解决何时开始协作,以及如何快速选择出最优中继问题,提出了分布式按需协作协议。通过对中继节点选择的冲突概率以及吞吐量的分析和仿真,分布式按需协作协议相对于机会中继协议在保持吞吐量不变的情况下,降低中继节点选取的冲突概率。二、基于Stackelberg博弈论提出一个新的干扰感知中继选择方案。对中继节点的资源看做财富,通过信道条件对中继节点定价。作为博弈的leader,源节点基于价格和获得的收益选择可用的中继节点,另外中继节点作为博弈的follower对相关的源节点提供服务。为了降低MAI,可选的中继节点基于竞争成为协作节点。无线自组织网络中各节点在没有全部的CSI情况下,即只有单跳的信道状态,提出一个新的分布式干扰感知中继选择方案,对多中继接入中的冲突、资源共享和分配问题给出解决方法。三、在中断概率受限条件下,提出单中继OWRT系统总功率最小化的功率分配算法。从网络服务质量的角度,即在中断概率受限情况下,采用DF协作转发,给出总功率最小化的功率分配算法。随后进一步考虑到实际协作中可能会失败的情况下,给出总功率最小化的功率分配算法。四、从物理层和MAC层的角度对能量和吞吐量的关系进行跨层分析。对分组发送、分组接收和MAC层操作的时间和能量消耗进行分析。结果表明不管是直传方案还是中继方案,通过优化发送信号的功率,可以获得最大的吞吐量或者是最小的能量消耗。通过对能量吞吐量的关系研究,可以在不同场景下决定使用最优发射功率获得最佳的能量效率和带宽效率。
[Abstract]:In recent years, the concept of collaboration in wireless communication networks has attracted great attention from academia and industry. It can effectively solve the performance degradation of wireless networks caused by the mobility of users and the scarcity of network resources. The main contents of this paper are as follows: 1. Improve the opportunistic relay protocol and propose a distributed on demand protocol. In the absence of network topology information, based on the measurement of instantaneous channel state, the solution of how to quickly select the optimal relay cooperative node is given according to the measured value. In order to solve the problem of when to start cooperation and how to select the optimal relay quickly, a distributed on demand cooperation protocol is proposed. Through the analysis and simulation of the collision probability and throughput of the relay node selection, the distributed on-demand cooperation protocol can reduce the collision probability of the relay node selection with the same throughput compared with the opportunistic relay protocol. Secondly, a new interference sensing relay selection scheme based on Stackelberg game theory is proposed. The resource of relay node is regarded as wealth, and the relay node is priced by channel condition. As a leader of the game, the source node selects the available relay node based on the price and income, and the relay node serves the relevant source node as the follower of the game. In order to reduce mai, the optional relay node becomes a cooperative node based on competition. In wireless ad hoc networks, a new distributed interference sensing relay selection scheme is proposed in the absence of all CSI, that is, only single-hop channel state, to deal with the conflicts in multi-relay access. A solution to the problem of resource sharing and allocation is given. Thirdly, under the condition of limited outage probability, a power allocation algorithm for single relay OWRT system is proposed to minimize the total power. From the point of view of quality of service (QoS), a power allocation algorithm for minimizing the total power is proposed by using DF collaborative forwarding under the condition of limited outage probability. Then, considering the possible failure in the actual collaboration, a power allocation algorithm for minimizing the total power is proposed. Fourthly, the relationship between energy and throughput is analyzed from the point of view of physical layer and MAC layer. The time and energy consumption of packet transmission, packet receiving and MAC layer operation are analyzed. The results show that the maximum throughput or the minimum energy consumption can be obtained by optimizing the power of the transmitted signal, regardless of whether it is a direct transmission scheme or a relay scheme. By studying the relation of energy throughput, the optimal energy efficiency and bandwidth efficiency can be obtained under different scenarios.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5
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,本文编号:1864656
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