基于固定速率的多用户缓冲协作网络自适应传输模式选择策略研究

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基本信息

  • 批准号：
    61701066
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    徐鹏
  • 依托单位：
    重庆邮电大学
  • 学科分类：
    F0103.通信理论与系统
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

For the conventional cooperative communication technique, cooperative nodes transmit or receive messages under a prefixed schedule, which limits the performance of wireless cooperative transmissions. For the past few years, by using buffers, cooperative nodes can adaptively transmit or receive messages according to instantaneous channel quality. This type of adaptive buffer-aided cooperative strategy can significantly enhance efficiency and reliability of cooperative transmissions, which is a frontier topic in the research area of cooperative communication. . Currently, the theoretical study on buffer-aided cooperative networks with only a single user has come to maturity. However, future efforts and works are still needed to further study typical multi-user buffer-aided cooperative networks (MUBCN). Three problems that have not been solved by existing works are illustrated as follows: (1) only few existing works have investigated MUBCN with fixed rates; (2) only relay cooperation has been considered, without considering cooperation between users; (3) user fairness has not received sufficient attention. Therefore, for typical MUBCN with fixed rates, this project focuses on two types of cooperation: relay cooperation and cooperation between users. This project aims to investigate adaptive transmission mode selection (ATMS) strategies, as well as their performances in terms of throughput, delay, and fairness. This project mainly includes the following three works: (1) optimizing ATMS strategies without delay constraints; (2) designing ATMS strategies with delay constraints; (3) utilizing typical fairness criterions to improve user fairness of throughput or delay.
在传统的协作通信技术中，协作节点预设了接收或发送信息的时间表，因而限制了无线协作传输的性能。缓冲器的引入，使得协作节点可以根据瞬时信道质量，自适应地接收或发送信息。这种自适应缓冲协作策略，能够显著地提升协作传输的有效性与可靠性，是当前无线协作通信研究领域的热点之一。. 目前关于单用户缓冲协作网络的研究已趋于成熟，而关于多用户缓冲协作网络（MUBCN）的研究还不够完善：（1）基于固定速率的MUBCN鲜有研究；（2）仅考虑了中继协作，而没有考虑用户间协作；（3）公平性问题还未得到足够的重视。因此，本项目拟针对若干典型的基于固定速率的MUBCN，分别考虑中继协作与用户间协作，致力于研究自适应传输模式选择（ATMS）策略及其吞吐量、时延、公平性等方面性能，主要包括：无时延限制的ATMS策略优化；具有时延限制的ATMS策略设计；利用典型的公平准则，改善用户吞吐量或时延公平性。

结项摘要

针对若干典型的协作网络或多用户传输系统模型，分别在无时延限制与有时延限制时，从有效性、可靠性和安全性等方面对自适应协作传输策略的性能展开研究，为发展协作通信技术以及多用户传输技术的研究奠定理论基础，主要在以下几个方面取得了一系列研究成果。.（1）针对缓冲协作网络，在无或有时延限制时，设计并优化自适应选择或中继选择策略，分析了反映系统有效性或可靠性的吞吐量、中断概率、平均时延等性能指标，阐明了影响缓冲辅助网络性能的关键因素，揭示了缓冲辅助技术得到的性能增益；.（2）针对多用户非正交多址（NOMA）系统，研究了多用户间的公平性、安全性等问题，并且结合协作策略，研究了协作NOMA系统的中继选择方案设计、用户间协作方案设计与关键参数优化等问题，分析了中断概率等性能指标；.（3）将协作传输策略与方法扩展到具有保密约束的无线网络模型，利用物理层安全理论，分析了协作策略对提升保密速率性能的作用机制。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（4）
专利数量（0）
Reconfigurable Intelligent Surfaces-Assisted Communications With Discrete Phase Shifts: How Many Quantization Levels Are Required to Achieve Full Diversity?
具有离散相移的可重构智能表面辅助通信：需要多少量化级别才能实现完全分集？
  • DOI：
    10.1109/lwc.2020.3031084
  • 发表时间：
    2021-02-01
  • 期刊：
    IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS LETTERS
  • 影响因子：
    6.3
  • 作者：
    Xu, Peng;Chen, Gaojie;Di Renzo, Marco
  • 通讯作者：
    Di Renzo, Marco
Power Allocation Study for Non-Orthogonal Multiple Access Networks With Multicast-Unicast Transmission
多播-单播传输的非正交多址网络功率分配研究
  • DOI：
    10.1109/twc.2018.2806972
  • 发表时间：
    2018-03
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Wireless Communications
  • 影响因子：
    10.4
  • 作者：
    Yang Zheng;Hussein Jamal Ahmed;Xu Peng;Ding Zhiguo;Wu Yi
  • 通讯作者：
    Wu Yi
Achievable Secrecy Rates for Relay-Eavesdropper Channel Based on the Application of Noisy Network Coding
基于噪声网络编码应用的中继窃听通道可达到的保密率
  • DOI：
    10.1109/tifs.2018.2805601
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Information Forensics and Security
  • 影响因子：
    6.8
  • 作者：
    Xu Peng;Ding Zhiguo;Dai Xuchu
  • 通讯作者：
    Dai Xuchu
Optimal Power Allocation Scheme for Non-Orthogonal Multiple Access With α-Fairness
具有α公平性的非正交多址最优功率分配方案
  • DOI：
    10.1109/jsac.2017.2729780
  • 发表时间：
    2017-10-01
  • 期刊：
    IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    16.4
  • 作者：
    Xu, Peng;Cumanan, Kanapathippillai
  • 通讯作者：
    Cumanan, Kanapathippillai
Secrecy Outage of Max-Min TAS Scheme in MIMO-NOMA Systems
MIMO-NOMA系统中最大-最小TAS方案的保密中断
  • DOI：
    10.1109/tvt.2018.2824310
  • 发表时间：
    2018-08-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    6.8
  • 作者：
    Lei, Hongjiang;Zhang, Jianming;Alouini, Mohamed-Slim
  • 通讯作者：
    Alouini, Mohamed-Slim

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  • 作者：
    杨雅琴;李晔;徐鹏
  • 通讯作者：
    徐鹏

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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