高空通信平台非正交广播与单播复用容量研究

高空平台（High Altitude Platform,HAP）通信以其低成本和广覆盖的优点受到较高的关注,其部署特征有利于多媒体广播的应用。本文引入多HAP广播与单播的功率域非正交复用（Power Domain Non-orthogonal Multiplexing,PD-NOM）方案,将广播信号与单播信号在功率域叠加后实现同时同频传输,能有效克服现有正交时分复用（Orthogonal Time-division Multiplexing,OTDM）方案中广播与单播抢占系统资源的问题。本文分析了PD-NOM方案与OTDM方案的用户单播容量和广播容量,仿真和分析结果表明,在单播容量一致的情况下,采用PD-NOM方案的小区广播平均容量相对OTDM方案有显著提升,在典型的3个HAP覆盖场景下,PD-NOM相对OTDM的广播容量增益可高达150%。     

多用户空间复用OFDM系统中的子载波分配

以系统瞬时容量最大化为目标,提出了两类基于空间复用的下行多用户OFDM系统中的自适应子载波分配准则:a.将每个OFDM子载波分配给一个用户的“独占准则”;b.允许多个用户共享同一个子载波的“共享准则”.分析和仿真表明,两类分配准则都能有效获取系统中的“多用户分集”,明显提高MIMO-OFDM系统的容量.此外,通过实验比较还发现,相对于“共享”分配,“独占”的分配方式能够更好地达到容量提升、反馈开销和复杂度等方面的折衷,是一种实际可行的方案.     

MIMO-OFDM混合系统干扰容限研究

通过对多输入多输出系统(MIMO)和正交频分复用技术(OFDM)原理的分析,研究了通信中数据高速传输与系统有限带宽之间的关系,分析了多输入多输出系统和正交频分复用技术的抗干扰性能,阐明了MIMO和OFDM混合系统具有较高的频谱利用率,是一种提高通信系统容量的有效方法.讨论了 MIMO系统信道容量与天线单元之间关系,对3种MIMO-OFDM系统的抗干扰性能进行了研究,系统采用时间、频率和空间3种分集相结合的方法,使MIMO-OFDM无线通信系统干扰容限增加,仿真结果验证了该方法是可行的.     

基于贪婪方法的OFDM系统组播与单播业务资源分配算法

研究了OFDM 系统中同时支持组播与单播业务时的资源分配问题。针对组播与单播业务的不同 QoS 要求,将资源分配问题建模为在保证组播业务所要求的最小速率的条件下, 最大化单播业务和速率的分配问题。该问题可利用传统的两步法求解。为了进一步降低复杂度, 提出了一种基于贪婪方法的分配算法, 其基本思想是首先通过子载波分配满足组播业务的最小速率要求, 进而在所有子载波之间调整功率以提高单播业务的和速率。理论分析与仿真结果表明, 所提出的算法能够有效地降低复杂度, 且在满足组播最小速率要求的条件下, 单播业务所能获得的和速率接近两步法, 较好地实现了算法的性能与复杂度之间的平衡。     

MIMO-OFDM混合系统干扰容限研究

通过对多输入多输出系统(MIMO)和正交频分复用技术(OFDM)原理的分析,研究了通信中数据高速传输与系统有限带宽之间的关系,分析了多输入多输出系统和正交频分复用技术的抗干扰性能,阐明了MIMO和OFDM混合系统具有较高的频谱利用率,是一种提高通信系统容量的有效方法。讨论了MIMO系统信道容量与天线单元之间关系,对3种MIMO-OFDM系统的抗干扰性能进行了研究,系统采用时间、频率和空间3种分集相结合的方法,使MIMO-OFDM无线通信系统干扰容限增加,仿真结果验证了该方法是可行的。     

瑞利衰落信道下OFDM系统多址接入方案的性能比较

调制方式和多址接入的灵活性是正交频分复用(OFDM)技术的一大优点.对OFDM系统下行链 路的不同多址方式进行了比较,介绍了分别用于OFDM-FDMA和OFDM-TDMA的自适应子载波分配和 自适应调制.仿真结果表明:带自适应子载波分配的OFDM-FDMA方式性能最佳.     

OFDM中的载波同步技术介绍

正交频分复用(OFDM)技术已经被广泛应用于数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB-T)、数字中短波广播(DRM、IBOC)和无线局域网等系统中,在未来的宽带无线移动通信系统中,OFDM也将是一项必不可少的技术.本文在介绍OFDM系统的传输原理以及遇到的问题的基础上,着重介绍了目前比较具有代表性的几种OFDM的载波同步算法,通过MATLAB对其中的算法进行了仿真,分析了各自的性能.     

5G移动通信中非正交接入方式下的功率控制算法研究

对非正交多址接入(NOMA)技术的基本原理进行了阐述,理论分析了NOMA接入方式下所能达到的系统容量.建立数学模型,讨论了NOMA系统发送功率分配问题.研究了固定功率分配算法和分数阶发射功率分配算法,数值仿真计算表明,具有较低的计算复杂度,并可达到较好的系统容量.     

一种基于相位参考符号的载波频偏估计方法

为解决正交频分复用(OFDM)系统中由多普勒频移和本地晶振偏移造成的载波频偏,提出了基于相位参考符号的频偏估计方法.这一方法把频偏分为粗、细频偏两部分分别加以计算.针对通用OFDM系统,用随机序列进行验证;结合一个OFDM实例——数字音频广播(DAB)系统,利用实际广播信号进行测试.与其他算法比较表明,在运算精度基本不变的情况下,运算复杂度得到了明显降低.相关模块已经在DAB接收机中得到实现,具有较好的应用价值.     

基于OFDM调制方式下的协作分集方式性能仿真

协作分集在无线通信中应用极其广泛,正交频分复用技术(OFDM)鉴于自身优势,在系统的频谱利用率、功率利用率、系统复杂性等方面具有很强的竞争力.首先介绍了协作分集中的两种协作方式与OFDM系统框架,对比分析了解码转发与放大转发在实现各自转发上所具有的优缺点;对比分析了CRC编码OFDM系统与卷积码编码OFDM系统仿真性能,决定采用卷积码实现OFDM协作分集中解码转发法(decode and forward,DAF)的编解码,并对OFDM协作分集的两种协作方式进行了系统仿真.仿真结果表明,加入协作分集的OFDM系统,获得了显著的分集增益,系统性能得到提高.     

正交频分复用系统多播资源分配的动态规划算法

针对现有正交频分复用系统采用多播资源分配算法时效率较低的问题,提出了一种多重描述编码的多播资源分配算法.首先将系统的功率划分为等长的基本分配单元,之后使用动态规划算法计算每个子载波上的功率分配和用户分配.该算法可以从全局进行子载波分配和功率分配,从而提高了资源分配的效率,实现了系统总吞吐率的最大化.由于不需要重复计算相同子问题,因此算法能在很短的时间内完成资源的分配计算.仿真结果表明,所提动态规划算法可以有效地利用系统资源,使得系统总吞吐率与最优算法计算结果之差小于2%.     

一种提高低信噪比OFDM系统频谱效率的资源分配算法

为了提高OFDM系统在平均信噪比较低条件下的系统性能,提出一种新的资源分配算法.首先将子载波数作为参变量优化系统容量,分析子载波选择对系统容量的影响,计算使系统容量最优的子载波数,并且考虑系统对误比特率的限制,确定子载波的选择准则.然后,在选定的子载波上进行自适应调制,通过信道容量的近似计算为各子载波初始分配比特数,能加快收敛速度,有效降低等功率OFDM系统资源分配算法的复杂度.仿真结果表明,在接收端获得完美和非完美信道增益信息条件下,所提出的资源分配算法都可提高自适应调制OFDM系统在低信噪比条件下的系统性能.     

基于OFDM的认知无线电系统最优功率分配算法

在基于OFDM的认知无线电系统中,授权用户会受到认知用户带内子载波带外旁瓣泄漏功率的干扰。这里引入了功率控制参数来调整授权用户的干扰功率约束值,提出了一种认知用户子载波间的最优功率分配算法,通过求解一个凸优化问题来获得最优的功率分配方案。仿真结果表明:与其他算法相比,采用该方法获得的功率分配方案,在满足授权用户干扰功率约束值的条件下,可以使认知用户的信道容量最大化。     

MIMO-OFDM系统中自适应比特和功率分配

高速多媒体业务的发展要求无线通信能够提供更高的数据速率和服务质量.为了提高系统容量和性能,MIMO技术、OFDM技术以及自适应传输技术得到了广泛的研究.在完全已知信道状态信息假设前提下,提出了一种针对单用户MIMO-OFDM系统的自适应传输方案.该方案基于子载波上预编码优化设计,在多入多出信道的特征子信道中进行功率注水和动态比特分配,能在满足平均功率约束和给定误比特率条件下最大化系统传输速率.仿真结果表明,所提算法与贪婪算法相比,具有较快的收敛速度,同时其性能在不同的误比特率要求和时延扩展条件下, 都优于传统的波束成形和正交空时编码方案.     

一种基于延时信道状态信息的MIMO-OFDM系统自适应功率分配算法

在基于正交频分复用的多输入多输出（multiple-input-multiple-output-orthogonal frequency divided multiplexing,MIMO-OFDM）系统中,适当的功率分配方案能够显著提高系统吞吐量,但是其复杂度往往较高。研究MIMO-OFDM系统的自适应功率分配问题。以系统的和速率最大化为目标,根据延时的信道状态信息在所有空间子信道之间分配功率,同时满足各子信道的误码率约束与系统总功率约束。根据MIMO空间子信道的特点提出了一种复杂度很低的功率分配算法,并分析了算法复杂度。在IMT-2000信道中的仿真表明,提出算法的性能优于已有的次佳算法。     

WCDMA系统中正交可变扩频码的混合分配算法

针对WCDMA系统中各种正交可变扩频码（OVSF码）的单码分配方案，提出一种混合分配（HA）算法。HA算法分为初始码树划分和OVSF码分配2个阶段。仿真结果表明，HA算法很好地克服了crowded-first算法公平性差和RDA算法呼损率高的缺点，既降低了整个系统的平均呼损率，又对各种业务不失公平性。HA算法不需要码字重分配，极大地降低了算法的复杂度，适用于实时系统共享区域的设置，可以很好地解决不同业务的业务量变化问题。共享区域的容量为系统资源的30％～40％，此时能得到最佳的呼损率。     

P2P流媒体直播系统的组播树构建及设计

研究了P2P流媒体直播系统的特性和体系结构.对组播树的构建与设计进行了详细的说明,提出一种单播树、多播树结合的组播树构建方案,该方案结合了单组播树维护方便、多组播数节点负载均衡的优点.对节点组织策略进行了分析,对新加入节点利用及时服务策略进行了研究,提出一种及时优化策略.在新节点加入的时候就探测其服务能力,调整组播树结构,及时发挥新加入节点的优势,提升系统服务能力.