异构无线网络协作通信中的多目标分布式功率控制与分配研究

Heterogeneity is an intrinsic characteristic in current and future wireless networks. Cooperative communication between heterogeneous networks is the development trend of the broadband wireless communications. Power control and allocation is the key technology and the core content of the radio resource management for the heterogeneous wireless networks cooperative communications. Since involving multiple heterogeneous networks, variety of business types, and variety of quality of service requirements, the power control and allocation in the heterogeneous wireless networks cooperative communications is quite complex; and the existing, traditional power control and allocation methods mainly for a single homogeneous network and a single type service can not simply apply, thus new research on this topics need to be urgently carried out. This project intends to in-depth study the related theory and technology of power control and allocation for the heterogeneous wireless networks cooperative communications, including the multi-objective distributed power control of the source node, the choice based on a combination of multiple criteria optimization and the multi-objective distributed power allocation of the cooperative relays, the choice based on a combination of multiple criteria optimization and the multi-objective distributed power allocation of cooperative networks, as well as the joint optimization for the source node power control and cooperative networks power allocation. These studies are interrelated and the basic theory and key technology to improve system performance, increase system capacity, expand the system coverage, and improve the system transmission rate. Therefore, the research results consequentially have important theoretical significance and application value.

异构性是当前和未来无线网络的固有特性。异构网络间的协作通信是宽带无线通信的发展趋势。功率控制与分配是异构无线网络协作通信的关键技术和无线资源管理的核心内容。由于涉及多个异构网络、多种业务类型、多种服务质量要求，异构无线网络协作通信的功率控制与分配相当复杂，已有、传统的主要针对单网、单种业务的功率控制与分配方法不能简单应用，亟需开展新的研究。本项目拟对异构无线网络协作通信的功率控制与分配的相关理论与技术进行深入研究，包括：源节点的多目标分布式功率控制，基于多准则组合优化的协作中继选择及其多目标分布式功率分配，基于多准则组合优化的网络选择及其多目标分布式功率分配，以及源节点的分布式功率控制与网络的分布式功率分配的联合优化。这些研究内容相互关联，是提高异构无线网络协作通信系统性能、增大系统容量、扩大系统覆盖范围、提高系统传输速率的基础理论与关键技术，因此研究成果必将具有重要的理论意义和应用价值。

异构性是当前和未来无线网络的固有特性。异构网络间的协作通信是宽带无线通信的发展趋势。功率控制与分配是异构无线网络协作通信的关键技术和无线资源管理的核心内容。本项目围绕异构无线网络协作通信的功率控制与分配的相关理论与技术进行了深入研究，取得了一些重要成果，具体如下：1）提出了一系列基于改进群智能算法的异构无线网络协作通信中的多目标功率控制与分配算法以及中继选择算法，这些算法在具有较高的收敛速度和收敛精度的同时，提高了系统的能效性能；2）提出了一种相关衰落、参数各不相同且参数为任意正实数、相关矩阵任意的多个Gamma随机变量和分布的概率密度函数的近似公式；提出了复合阴影-多径衰落信道下的无线信息与功率同时传输（SWIPT）协作通信系统的性能分析方法，推导了封闭的信噪比概率密度函数以及误码率、中断概率表达式，可以较好地应用于异构无线网络协作通信系统性能分析；3） 提出了一种全双工差分空间调制系统自干扰抵消策略，对异构无线网络协作通信系统的检测理论与技术的研究具有重要的参考价值。.由于涉及多个异构网络、多种业务类型、多种服务质量要求，异构无线网络协作通信的功率控制与分配相当复杂，已有、传统的主要针对单网、单种业务的功率控制与分配方法不能简单应用。本项目提出的多目标功率控制与分配算法以及中继选择算法，针对多个目标进行组合优化，性能良好、算法简单，除了具有较高的应用价值外，还可以为进一步开展异构无线网络协作通信及其它无线通信技术的功率管理技术方面的相关研究提供重要参考，推动异构无线网络协作通信及相关无线通信技术的发展与应用。.依托本项目的开展，培养了硕博士毕业生10名，其中博士生1名、在职硕士3名、全日制硕士6名；发表了学术论文10篇，其中SCI收录2篇，EI收录8篇；申请了发明专利26件，其中8件已获授权，其余18件均已公开；此外尚有1篇论文与4件发明专利已基本完成，正在整理中，即将投稿或递交申请。