基于马尔科夫状态空间的水声正交频分复用技术资源分配

在水声自适应正交频分复用技术(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统中,CSI(channel state information)是资源分配的基础。接收机必须及时地把信道信息反馈给发射机,然后接收机中的调制器根据反馈CSI信息选择合适的比特加载和功率分配方案。但在时变的水声信道中,反馈CSI与实时CSI可能不同。针对信道多变、时延大特点,提出了一种基于马尔可夫链的水声OFDM用户资源分配方案来解决这些问题。马尔可夫链状态空间是由初始信道状态和统计信道状态构成的,它可以充分利用感知到的时延CSI和信道统计量来预测数据传输时的CSI。利用统计CSI可以确定每个用户的最佳比特负载和功率分配,使水声系统能够容忍水声信道中较长的CSI延迟。结论表明基于马尔科夫空间的资源分配方案相比于线性预测的自适应,系统吞吐量得到有效提升。     

基于马尔科夫状态空间的水声OFDM资源分配

在水声自适应OFDM系统中,CSI(channel state information)是资源分配的基础。接收机必须及时地把信道信息反馈给发射机,然后接收机中的调制器根据反馈CSI信息选择合适的比特加载和功率分配方案。但在时变的水声信道中,反馈CSI与实时CSI可能不同。针对信道多变、时延大特点,本文提出了一种基于马尔可夫链的水声OFDM用户资源分配方案来解决这些问题。马尔可夫链状态空间是由初始信道状态和统计信道状态构成的,它可以充分利用感知到的时延CSI和信道统计量来预测数据传输时的CSI。利用统计CSI可以确定每个用户的最佳比特负载和功率分配,使水声系统能够容忍水声信道中较长的CSI延迟。结论表明基于马尔科夫空间的资源分配方案相比于线性预测的自适应,系统吞吐量得到有效提升     

基于统计信道状态信息的多小区下行协作调度算法

小区间干扰是制约无线蜂窝网络边缘区域容量的主要因素.为了提高小区边缘吞吐量,传统的预编码矩阵指示(precoding matrix indicator,PMI)协作调度方案能够有效抑制小区间干扰,但该方案需要较多的信道反馈信息.为了有效减少信道反馈开销,提出一种利用统计信道状态信息(statistical channel state information,SCSI)的多小区下行协作调度算法,该算法利用SCSI提取特征方向确定最佳的PMI或PMI集合.仿真结果表明,在强相关信道场景下,基于SCSI的协作调度算法可以使边缘用户保持较为理想的性能,并且对反馈时延和多普勒扩展导致的非理想信道信息具有较强的鲁棒性.     

基于FrFT角复用的双正交频分复用蜂窝系统

作者通过把FrFT角看成一种资源进行优化选取,并在OFDM蜂窝系统内进行复用,实现了小区内不同子信道上调制基函数的相互正交性,以及相邻小区间相同子信道上调制基函数的相互近似正交性,有效地抑制了小区间干扰,提高了小区边缘吞吐量.     

部分频率复用下的终端直通资源分配方案

终端直通(device-to-device,D2D)通信通过共享蜂窝资源可以提升频谱效率,但会产生同频干扰,导致系统吞吐量和用户的服务质量降低。针对在部分频率复用(fractional frequency reuse,FFR)蜂窝网络中多小区间的D2D链路和蜂窝链路的同频干扰问题,提出了基于优先级的资源分配方案。该方案通过对频率资源赋予不同的优先级对小区间干扰进行协调,尽量避免小区间的D2D链路和蜂窝链路间、以及D2D链路间的干扰,从而提升系统性能。仿真结果表明,基于优先级的资源分配方案改善了小区边缘用户的服务质量,提高了系统容量。     

异构网络中软频率复用场景下的干扰管理

将软频率复用(SFR)引入到由毫微微小区和宏小区组成的双层异构网络中,提出基于软频率复用的小区间干扰协调(ICIC)方案.先根据SFR方法对宏小区进行频率资源分配,然后使毫微微小区用户使用宏小区用户未占用的频率资源.仿真结果表明:该方案能有效地解决宏小区和毫微微小区间的同频干扰问题.     

基于KF和虚拟技术的最优盲水声信道均衡算法

为了准确估计水声信道的多途数和多途时延,将虚拟技术和卡尔曼滤波(KF)盲自适应算法相结合,提出基于虚拟技术和KF的盲自适应水声信道均衡算法.采用虚拟技术将多途干扰和系统电噪声虚拟成环境噪声,基于最小均方误差(MMSE)准则下KF的最优估计特性,实现水声数据传输在信道环节的最优盲估计.短途水声通信试验(收发节点水平距离14 m,载波频率10 kHz,采样频率100 kHz,码元速率64.5 bit/s)和长途水声通信试验(收发节点水平距离5 km,载波频率6 kHz,采样频率48 kHz,码元速率11.8 bit/s)结果验证了所提算法的有效性.     

下行多小区MIMO系统协作多点传输联合调度机制

提出一种基于协作多点传输的下行多小区多输入多输出(MIMO)系统联合调度机制,充分利用多小区间的联合调度来降低小区间的干扰,提高系统的吞吐量.该方案利用多小区基站间的协作,根据用户反馈的信道信息间的相关性,在不牺牲系统资源情况下联合调度互相干扰小的用户抑制小区间的干扰.仿真表明:该方案在相同情况下与传统的多小区下行MIMO系统相比,具有显著的小区平均系统吞吐量增益及边缘用户吞吐量增益.     

一种有效抑制LTE TDD小区间干扰的方法

针对LTE系统的小区间干扰问题,提出了基于信道探测符号(CSS)的小区间干扰抑制算法.该算法通过在LTE TDD的下行子帧中加入CSS来进行接入控制,避免对网络造成强烈干扰用户的接入,以保证整个网络维持在可接受的干扰状态.仿真结果表明,该算法能够在不影响中心用户吞吐量的情况下,显著提高小区边缘用户的吞吐量.     

基于SARSA算法的水声通信自适应调制

水声信道复杂多变,自适应调制系统中反馈信息存在较大的时延,实际信道状态与接收到的反馈信息无法匹配,带来反馈信道状态信息过时问题,发送端不能准确做出自适应决策进而导致传输误码高及吞吐量低等问题。针对该问题,利用强化学习中的SARSA算法学习信道的变化并进行行为策略的选择,根据信道的变化,择优选出最佳的调制方式,以改善系统的传输误码和通信吞吐量。对比固定调制方式和直接反馈情况下的系统的误码率和吞吐量,结果表明,经强化学习后的系统误码率和吞吐量均优于其他两种方式,可见,强化学习算法在时变水声信道自适应调制中改善传输误码和吞吐量的问题上是有效可行的。     

基于TMS320C5416的CZT鉴频系统的实现

为了满足水声跳频通信对鉴频系统分辨率的要求,本文提出了利用线性调频变换的方法进行频谱分析,给出了基于TMS320C5416芯片线性调频变换(CZT)快速实现的硬件和软件解决方案,并对工程实现中遇到的几个具体问题进行了详细说明.研究表明,该系统满足水声跳频通信对鉴频速度和分辨率的要求,并已应用于水下E-mail传输系统中.     

水声通信网络信道建模与仿真研究进展

水声通信网络在海洋目标定位和导航、资源勘探和开发、环境感知和监测等领域有重要应用,其中水声信道特性研究及其建模与仿真是建立通信网络的基础,而目前水声通信网络中的信道建模与仿真尚未有公认的标准方法.因此,基于对水声信道传播特性的分析,探讨了典型水声信道特性给水声通信网络设计带来的挑战;对比了经验模型、声场模型、基于本征路径的多径信道模型和基于统计特性的时变信道模型等水声信道模型,仿真结果表明:水声信道结构的变化明显影响接收性能;阐述了基于水声信道特性的水声网络仿真工具和方法,分析了其特点;最后进行了总结,并展望了未来水声通信网络信道建模与仿真的发展方向.     

跨层自适应无线资源分配方案

提出了一种新的跨层自适应资源分配方案,该方案不仅考虑了业务数据到达的随机特性、数据缓存队列状态、业务时延等MAC层的QoS要求,还考虑了无线信道的时变特性和功率限制,并通过自适应技术实现了系统性能的优化.仿真结果显示,该方案提高了系统频谱效率、功率效率和系统容量,可以满足多用户实时业务的QoS要求,是一种适用于时变选择性衰落信道的资源分配方案.     

协作多点传输技术对LTE随机接入过程的影响

协作多点传输技术通过对多个小区进行联合调度和协作传输,降低小区间干扰,提高小区边缘用户的性能和扇区吞吐量。随机接入过程是移动通信系统中UE与网络建立连接、进行通信的首要过程,必将受到这种新的传输模式的影响。对其接入场景与接入流程、资源请求过程的资源分配问题、部分切换过程及新的接入方式进行探讨,提出这些过程在CoMP环境下的演进方向。     

高铁环境下基于大规模多入多出自适应波束成形的干扰对齐

随着高速铁路的快速发展,高铁用户对移动互联网的需求与日俱增。高铁环境下,信道处于快时变状态,列车速度越高,信道变化越快,信道状态信息(channel state information,CSI)存在严重的不准确性。针对此问题,首先对高铁环境下的CSI建模,通过统计特性与瞬时CSI对其进行动态修正。同时,为了保障高铁在运行过程中获得最佳的系统容量,还提出一种基于自适应波束成形的干扰对齐方法;该方法将天线分成两组,通过设计预编码,使干扰对齐到零空间,从而在接收端消除干扰。数值结果表明,所提的方法能很好地适应高速移动场景,达到最优的系统容量。     

多小区多用户MISO系统中自适应有限反馈方案

依据有限的用户信道状态信息(CSI)下的小区间干扰消除,提出一种简单的协作单小区传输方案.研究使用不同的有限反馈方案所造成的和速率损失,对提出的反馈比特的分配算法给出具体的闭合表达式,该算法能够使量化误差最小.仿真结果表明:与等比特分配算法相比,提出的自适应比特分配算法能获得更优的系能增益.     

基于联合频分复用的水下多载波调制技术

目前水声通信的OFDM调制是一种高效率的多载波调制技术,但严格要求子载波正交,对频偏敏感.水声通信中主要采用多普勒补偿或增加子载波滤波器的方法解决多普勒频移的问题,实现复杂.本文从新的角度,即增大子载波间间隔角度研究减小子载波间干扰(ICI),提出一种联合频分复用(C-FDM)方法,将多个OFDM子载波模块联合形成一个C-FDM子载波模块,并将频率相同的子载波放在相邻位置.在C-FDM和OFDM符号长度相同情况下,C-FDM的子载波间隔更大,不需要增加复杂补偿算法,就能有效提高抗多普勒频移能力.仿真结果表明C-FDM技术在水声信道中有更优良的误码率性能.