水声软频率复用网络的干扰缓解与资源分配

为降低基于频率复用水声网络系统的小区间干扰,以及提高系统平均吞吐量,提出了一种基于时延差的软频率复用(T-soft frequency reuse,T-SFR)系统,对小区间的干扰抑制和小区内的自适应资源分配两个问题进行优化.在小区间,提出了T-SFR利用不同信道之间的时延差进行干扰缓解,并基于水声信道的路径损耗进行频带分配.在小区内,针对水声信道的时变特性带来的反馈信道状态信息(channel state information,CSI)延迟的影响,建立了一种线性有限状态马尔可夫链(linear fi-nite state Markov chain,LFSMC)预测器,以获得更准确的CSI用于自适应资源分配.仿真结果表明:与传统的频率复用方案相比,提出的T-SFR方案可以保证小区边缘节点对信干噪比(signal to interference noise ratio,SINR)的要求,有效缓解小区边缘节点的干扰;在建立LFSMC预测器获取更准确CSI的基础上,时变水声网络的每个小区内以及整个系统都能够获取更优的平均吞吐量.     

双层异构网络下多用户干扰对齐算法

针对多个毫微微蜂窝网络与宏蜂窝网络共存的网络环境,基于干扰对齐技术,提出了一种双层预编码方案,首先定义宏蜂窝网络对毫微微蜂窝网络造成的干扰为跨层干扰,毫微微蜂窝网络之间的干扰为同层干扰,分别对毫微微蜂窝用户和宏蜂窝用户进行预编码,宏蜂窝用户的预编码使得跨层干扰最小,使之可比拟于背景噪声,毫微微蜂窝用户的预编码与毫微微蜂窝基站的后置编码进行迭代,以最小均方误差(MMSE)准则输出,仿真结果表明所提算法使得毫微微蜂窝网络的吞吐量相较于单层MMSE算法在信噪比为0~30 d B区间内平均提高了3 bps/Hz.     

基于OFDM的双层Femtocell网络中子信道、速率和功率的最优分配

Femtocell(毫微微小区)基站通过以极低的功率对室内进行"点"覆盖,降低了宏小区基站的传输功率要求和业务负荷量,使得整个系统的功率效率得以提高.研究了双层Femtocell网络中,考虑到宏小区和毫微微小区之间、不同毫微微小区之间所存在的同频干扰,在满足宏小区用户传输性能不受影响的前提下,对毫微微小区用户的子信道、速率和功率进行联合优化分配的方法,以使其加权速率和最大.针对问题的非凸性,提出了基于拉格朗日对偶方法的最优子信道、速率和功率分配算法,并从经济学的角度予以解释.最后,通过仿真验证了此算法可以有效地求解此问题,并且证明了该系统相对于宏小区和毫微微小区使用不同频率集的系统可以很大程度地提高系统性能,与此同时也提高了频谱利用率.     

双层网络中一种协作博弈的动态资源分配方法

针对双层网络模型中宏小区用户层和毫微微小区用户层存在共信道信号互相干扰的问题,提出了一种协作博弈的动态资源分配(CGDRA)方法.该方法首先根据宏小区用户的路径损耗和QoS需求,对宏小区用户层的发射功率进行分配,然后以所有毫微微小区用户的数据速率之积作为效用函数,以毫微微小区用户的QoS需求为约束条件,构建了毫微微小区用户层总发射功率受限的协作博弈模型,并采用动态子载波分配算法和自适应功率分配算法得到了该博弈模型的低复杂度近似最优解,优化分配了毫微微小区用户的频谱资源和发射功率,提高了系统的传输速率.仿真结果表明:在双层网络中,CGDRA方法在系统数据速率和用户的公平性上获得了较好的折中;与最大最小公平性算法相比,系统的数据速率提高了30％;与最大速率算法相比更加公平.     

基于正交补空间的分布式LTE小区间干扰协调算法

为了抑制软频率复用LTE小区间干扰,基于正交补空间提出了正交调度的小区间干扰分布式协调算法.对同道用户的信道奇异值分解,使用右奇异值向量作为发送波束成形向量,使信噪比最大,以左奇异值向量为空间签名,同道干扰用户空间签名张成干扰空间,调度空间签名在干扰空间的正交补空间的用户消除小区间干扰.该算法是分布式的,不需要基站之间交换信息,仿真表明,该算法能完全协调小区间干扰.     

基于用户分组和频率复用的STBC-OFDMA上行传输技术

针对 WiMAX 系统中各用户端采用空时分组编码( STBC) 的正交频分多址(OFDMA) 上行链路, 提出一种基于用户分组( UG) 和频率复用( FR) 相结合的UGFR-STBC-OFDMA 上行传输技术。首先, 将基于波达方向( DOA) 的小区内用户分组模型与小区间频率复用思想相结合, 设计出一种可同时满足小区内分组约束条件和小区间频率复用规划的UGFR-STBC-OFDMA 上行接入方案; 其次, 设计了基于 Capon 波束形成技术的智能天线接收方案以实现基站对分组信号的方向性接收和对多址接入干扰(MAI) 的抑制。理论分析和仿真结果均表明:相对于几种传统的上行传输技术, UGFR-STBC-OFDMA 技术实现了理想平均频谱利用率、误比特率和计算复杂度的良好折中, 同时在无须功率控制条件下依然能够部分抑制上行传输时相邻小区间的干扰。     

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。     

分层网络下行中断概率的闭式表达

针对用边界值形式表示的共信道干扰限制分层网络的下行中断概率不够精确的问题,采用随机几何理论建模网络结构,并在此基础上推导了每层下行中断概率的闭式表达式.首先构建了关于宏小区信号功率和毫微微小区聚合干扰功率的下行接收信干比函数,然后以聚合干扰功率为条件,根据宏小区信号功率的概率分布推导了接收信干比不高于门限值的概率,最后利用聚合干扰功率的概率分布计算条件中断概率的期望值,得到了中断概率闭式表达式.仿真结果表明:当毫微微小区基站发射功率降低3.16mW(小区平均数为100),或小区平均数减少20个(基站发射功率为100mW)时,能够分别使宏小区下行中断概率减小约20%或5%.     

长期演进系统中改进的软频率复用方案

给出改进型软频率复用(SFR)方案的目的在于提高边缘区域的性能,改善传统SFR无法适应长期演进(LTE)系统中业务的动态分布和频谱分配灵活性低的缺点.该方案将一部分频谱资源划分为共享频段,边缘区域对其有较高的优先权.仿真结果表明,改进方案能够有效改善边缘区域性能,提高了频谱分配的灵活性.     

单天线双层毫微微网络的下行中断性能研究

针对单天线双层毫微微小区系统下行中断性能进行研究,分别给出了宏小区和毫微微小区的下行中断性能的数学表达式,特别针对当层间或层内干扰信号的路径损耗指数α=4.0时,由于来自毫微微小区的聚合层间或层内干扰服从L(e)vy平稳分布,通过数学分析推导出了每层下行平均中断概率的闭式表达式.利用数值仿真揭示了不同参数对中断性能的影响,并证明了理论推导的正确性.     

高密集场景中家庭基站基于用户公平性的高能效资源管理分配方法

异构网络中,随着家庭基站的部署越来越密集,家庭基站之间的同层干扰和家庭基站与宏基站之间的跨层干扰严重阻碍了系统性能的进一步提升,提出一种基于用户公平性的高能效资源管理分配方法;利用半合作博弈实现家庭基站的资源分配。半合作博弈分为协作信道分配以及最优化功率分配。仿真结果表明,该优化方案不仅可以提高家庭基站及宏基站的吞吐量,还可以提高家庭用户之间的公平性。     

分层网络频谱资源分配方案

提出一种频谱资源分配方案,以提升分层毫微微小区网络的期望吞吐量.该方案为每层下行传输分配部分共享频谱资源,在单个用户期望吞吐量满足服务质量需求时,通过动态调整共享频谱资源分配比例,能够最大化网络期望吞吐量.为进一步获得每层下行传输的期望吞吐量,基于Nakagami-m衰落信道推导了每层用户下行接收信干噪比的累积分布函数.理论分析和仿真表明,该频谱资源分配方案能够有效提升网络期望吞吐量,但服务质量需求参数的增长限制了吞吐量的提升.     

分层异构网络中基于负载预测分组的家庭基站频谱分配算法研究

针对分层异构网络中严重的干扰问题,提出一种基于负载预测分组的家庭基站频谱分配算法。该算法通过对各个家庭基站以及宏基站的历史负载信息优化得到对未来时段的负载预测信息。利用得到的各家庭基站的负载预测值对小区内的家庭基站进行分组,通过分组后每个小组独立地使用和分配频谱资源,从而有效的降低家庭基站之间的同层干扰。仿真数据表明由于采用了基于负载预测分组的家庭基站频谱分配算法,系统的SINR和吞吐量都有明显的提高,干扰得到了有效的抑制。     

多载波码分多址系统的上行空频信道盲估计

把均匀线阵应用于宏蜂窝制同步多载波码分多址系统的基站,给出了相应的空频信道模型,并构造了蕴涵空频信道信息和波达方向信息的辅助矩阵,利用子空间方法对辅助矩阵进行特征分解,实现了对同步多载波码分多址系统上行空频信道和波达方向联合盲估计,与借助旋转不变技术估计信号参数类方法不同,该方法巧妙回避了多个矩阵的联合对角化问题,基于对小区内各活动用户上行空频信道的估计,进一步实现了空频联合多用户符号检测,仿真结果表明,与基站仅使用单天线的同步多载波码分多址系统相比,该方法能够更好地减轻多用户情形下的多址干扰。     

An iterative interference cancellation based frequency offset estimation method for OFDMA uplink systems

In this paper, Moose scheme is used for frequency offset estimation in OFDMA uplink svstems due to that the signals from different users can be easily distinguished in frequency domain. However, differential multiple access interference （MAI） will deteriorate the frequency offset estimation performances, especially in interleaved OFDMA system. Analysis and simulation results manifest that frequency offset estimation by Moose scheme in block OFDMA system is more robust than that in interleaved OFDMA systern. And an iterative interference cancellation method has been proposed to suppress the differential MAI interference for interleaved OFDMA system, in which Moose scheme is the special case of the number of iteration is equal to one. Simulation results demonstrate that the proposed method can improve the performance with the increase of the number of iterations. In consideration of the performance and complexity, the proposed method with two iterations is selected. And the full comparison results of the proposed iterative method with two iterations and that with one iteration （conventional Moose scheme） are given in the paper, which sufficiently demonstrate that the performance gain can be obtained by the interference cancellation operation in interleaved OFDMA system.     

超密集网络中基于分簇的资源分配算法

针对超密集网络(ultra-dense network, UDN)中,严重的小区间干扰制约终端用户的数据速率问题,提出一种基于染色分簇的资源分配方案。该方案采用图论中的染色算法对微蜂窝接入点(femtocell access points, FAPs)进行分簇,利用簇内每个微蜂窝用户(femtocell user equipments,FUEs)的待发送数据量、排队等待时延以及受到的干扰强度来构建相应的优先级,计算每个簇的优先级,并设定高优先级的簇可优先获得信道增益良好的子信道;最后由拉格朗日乘子法求解功率分配方案,即利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和注水算法为FUEs分配功率。仿真结果表明,该方案能够有效地减小微蜂窝接入点之间的相互干扰,极大地满足用户的服务需求,同时提升了系统吞吐量和频谱效率。并且基于最大功率和最低速率的公平性准则能够动态地调整子信道功率,进一步提升了FUEs间的公平性。