链路自适应技术在IEEE 802.16系统中的应用

针对IEEE 802.16系统提出了一种链路自适应方案,该方案属于自适应调制与编码方案。对于信道条件好的用户,采用高效前向纠错编码FEC(forw ard error code)方案和高阶调制方式,以提高传输效率;对于信道衰落或干扰严重的用户,分配抗噪声性能好的FEC和低阶调制方式,以保证数据的可靠传输。仿真结果表明:无论在高信噪比还是在低信噪比条件下,自适应算法均比单一的编码调制方案吞吐量有明显的提升。在高信噪比条件下,采用自适应方案后系统吞吐量比固定16 QAM调制与RS和卷积码编码的方案提高了一倍多,且误块率低于1-0 2。因此,该自适应方案在保证一定的通信可靠性的前提下,能够更有效地利用频谱资源和提高系统吞吐量。     

基于链路自适应的协作编码部分重传机制研究

在协作编码部分重传(coded partial retransmission,CPR )机制的基础上,引入链路自适应技术,通过在中继节点获取链路状态信息后,选择调制编码模式, 实现自适应协作传输。仿真结果表明,在不降低系统吞吐量的情况下,改善了BER性能,在吞吐量为0.19时,自适应调制的CPR机制相对于直接传输的CPR增益约为4.5 dB。在BER为10-3时,自适应调制的CPR协议相对于非自适应CPR协议增益约为2 dB。     

一种新的OFDM系统自适应调制算法

提出了一种新的用于正交频分复用(OFDM)系统的自适应调制算法,它在保持恒吞吐量的前提下对OFDM系统进行自适应比特分配和自适应功率分配．与使用固定调制方法的OFDM系统相比,使用该算法系统的误码率性能和吞吐量有了很大的提高．该算法计算量较小,是一种实用的自适应调制算法．模拟结果表明引入子载波分组后系统性能依然保持良好,并且信道估计偏差对本算法的影响较小.     

非理想信道状态信息下调制方式切换阈值最优化算法

针对自适应资源调度OFDM系统,在非理想信道状态信息下(ICSI)最大化系统频谱效率问题,提出了平均BER约束下调制方式切换阈值最优化(MSTO)算法.利用拉格朗日乘数法将此J-1维的调制方式切换阈值最优化问题转化为一维优化问题,并证明了问题最优解必在平均BER约束条件的边界(目标平均BER)上取得,从而得到该问题的最优解.仿真结果表明,MSTO算法能在满足用户目标平均BER条件下自适应用户ICSI准确度参数的变化,最大化系统频谱效率.该算法性能优于改进的Ma's算法和AM-PCSI算法,其复杂度符合实际自适应OFDM系统实时性设计要求,可方便地应用到实际系统中.     

基于遗传算法和微粒群算法的自适应调制研究

以常用的几种数字调制为例介绍自适应调制技术,分别采用改进型遗传算法(GA)和随机微粒群算法(PSO),在恒定功率以及平均误比特率受限的情况下对系统的吞吐量进行优化,从而精确实时地对信道状态做出判断,并调整调制模式.仿真结果说明了系统能够在不同信道条件及业务需要下,自适应地调整其转换信噪比,使系统的通信可靠性与有效性达到有机地统一.同时比较了两种算法在自适应调制模式切换方面的特点.     

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。     

变包长对WLAN MAC协议性能的影响

为更加准确分析WLAN MAC协议性能,讨论了在数据包长随机分布时的系统吞吐量与RTS门限值及分段门限值的关系.通过二维M arkov链的分析,研究了数据包长度服从均匀分布时的网络吞吐量性能,给出了最佳RTS门限值的计算方法.讨论了分段门限值与系统性能的关系,以及RTS门限值与分段门限值结合对系统性能的影响.计算表明RTS门限值和分段门限值变化时,系统吞吐量性能呈现出复杂变化态势.但存在两者最佳的组合,使得系统吞吐量达到最大值,并给出了近似计算该最佳组合值的方法.最后通过计算机仿真验证了文中的推导结果.     

Ka频段ATC-OFDM传输体制的性能分析

分析了Ka频段移动信道特性,建立了Ka频段自适应Turbo编码-OFDM传输体制(ATC-OFDM),并提出了3种自适应方案和相应算法。通过新传输体制中的自适应功率、自适应调制和自适应功率调制同固定分配功率和调制方案的TC-OFDM传输体制相比,在不同的天气环境下,其系统误码性能有着明显的改善。系统的吞吐量在信噪比大于8dB时,相比于BPSK调制,可提高2bps/Hz,验证了该传输体制的可行性和有效性。     

基于几何均值分解的MIMO系统误码率性能分析

当发射端信道状态信息可以通过反馈或时分双工的互逆原理得到时,奇异值分解法可将MIMO信道分解为若干并行子信道以获得最大的吞吐量。然而,由于奇异值分解得到的子信道的信噪比差别很大,采用自适应编码调制技术时,该方案需要根据不同子信道的信噪比配置不同的编码、调制参数。为此,研究基于几何均值分解的MIMO复用系统下行链路误码率性能,导出其误码率表达式。研究结果表明,采用几何均值分解得到的各个子信道的误码率相同,因而便于编码、调制技术的采用。     

自适应调制编码技术在低轨卫星通信中的应用

本文简要分析了低轨卫星通信信道的特点,介绍了自适应调制编码（Automatic Modulation and Coding,AMC）技术的基本原理,并且通过系统仿真分析了自适应调制编码方案和固定调制编码方案在莱斯衰落信道环境下的系统吞吐量和误码率性能。     

基于Polar码的BICM系统在AWGN信道中的性能

为了研究Polar码在编码调制(CM)系统中的性能,提出了一种基于Polar码的比特交织编码调制(BICM)系统.分析了高斯白噪声(AWGN)信道中不同调制方式对系统误比特率(BER)性能的影响,并将所提系统的BER性能与基于低密度奇偶校验(LDPC)码的BICM系统性能进行了对比.仿真结果表明,在QPSK调制下,基于Polar码的BICM系统与基于Polar码的无编码调制系统的BER曲线几乎完全重合;而在16QAM调制下,当码长较大时,基于Polar码的BICM系统较基于Polar码的无编码调制系统最大节省0.8 d B的比特信噪比.当信道编码码长为1 024、码率为0.5时,在中高比特信噪比区域上,基于Polar码的BICM系统可比基于LDPC码的BICM系统获得至少2 d B的比特信噪比增益.     

多入多出(MIMO)系统中的可变速率多用户分集技术

提出一种在MIMO系统中采用自适应调制实现可变速率多用户分集的方案。这种方案在仅需反馈子信道信噪比的条件下,最大化系统的总比特率。在发射端利用随机波束成形矩阵对发射信号进行波束成形,并根据‘灌水原理’对不同天线的发射信号进行功率分配;接受端对接收信号进行相应的线性处理后,估计出子信道的有效信噪比并将其反馈回发射端。发射端根据反馈的信噪比,采用比例调度算法选出期望用户。最后,在满足一定误码率的条件下,对期望用户的子信道进行自适应调制。仿真结果表明,当小区内的用户数足够多时,所提出的方案获得的系统吞吐量将收敛于在发射端使用特征波束成形矩阵的吞吐量。     

自适应调制编码无线信道突发特性等效建模

文中在假定物理层存在充足数据等待发送的前提下,以离散时域尖度因子函数法表示自适应调制编码无线信道突发特性,并采用数值分析方法研究其与信道信噪比、系统期望包差错率以及信道接收端服务速率的关系;同时,基于自适应调制编码无线信道突发特性等效,提出一种计算复杂度较低的自适应调制编码无线信道高阶马尔科夫模型建模方法.     

一种适用于单信道全双工通信的PCF协议

针对单信道全双工WLAN系统,在传统半双工点协调功能(PCF)的基础上,提出一种单信道全双工PCF协议,该协议具有自适应单/双向传输、高效询、低功耗等优点;采用M/G/1休假队列模型分析了该协议的时延和吞吐量等性能.性能分析和仿真结果表明:全双工PCF的性能较传统半双工PCF有较大提升;在信噪比和包到达率相等的情况下,时延特性较半双工PCF提升60%以上,吞吐量性能较半双工PCF提升近60%.因此,所提单信道全双工PCF协议更适合用于高速率、大数据量,且对时延敏感的环境.     

移动衰落信道中的自适应OFDM调制

在宽带移动OFDM(正交频分复用)系统中,不同的子信道经受不同的信道衰落,具有不同的传输能力。若采用固定速率调制方案,信道容量和发送功率未能获得充分应用。自适应调制技术能充分利用信道容量和信号功率,满足不同传输速率和服务质量的要求。研究了一种适用于宽带移动OFDM系统的自适应算法。在平均发送功率不变条件下,算法根据子信道的衰落特性,自适应地分配子信道中数据比特,选择不同的信号星座和发送功率,使得系统的功率和频谱效率达到最佳。首先推导了在平均发送功率受限条件下,瑞利衰落信道中最大频谱效率;其次,分析了在给定误比特率(BER)条件下,采用连续功率、连续星座MQAM(多进制正交幅度调制信号)调制的最大功率频谱效率,在此基础上提出适用于实际系统的离散功率、离散星座MQAM调制算法;最后进一步优化系统的功率密度谱。计算机模拟表明:该算法能明显地提高移动OFDM系统的频谱效率。     

OFDM中的自适应Turbo编码调制

自适应编码调制(AMC)技术可以有效地提高无线数据传输的频谱利用率.为在目标误码率RBE(BER)限制下优化系统吞吐提出了一种基于正交频分复用(OFDM)的恒功率、变速率的自适应Turbo编码调制的方法,以及基于容量估计的自适应算法.仿真表明,在目标BER为10-4下,此自适应OFDM方法与相同吞吐下的固定Turbo编码调制相比,有7.5dB以上的信噪比(SNR)增益.同时,与基于固定门限的自适应调制算法不同,基于容量估计的自适应算法下,子带数目的减少不会带来吞吐性能的恶化,可以用来进一步降低系统的反馈开销.     

第三代移动通信中的自适应调制和编码方法

在无线信道的多媒体传输中,采用自适应调制技术可以提高传输效率和网络吞吐量,而结合编码码率的自适应调整,能够更大程度地降低系统的中断概率;介绍了改进的自适应功率分配的算法,并在此基础上给出了自适应确定调制级数M和码率R的界限,以用于3G系统的自适应调制和编码,仿真结果表明,应用该自适应调制和编码技术,可降低系统的中断概率达2到3个数量级。     

一种基于Markov模型的MIMO-MRC系统自适应调制方法

基于有限状态Markov模型,针对瑞利平坦衰落信道下的MIMO-MRC系统,在极大化频谱效率的目标下提出一种根据接收机实时输出信噪比进行自适应调制的方法.通过将MIMO-MRC系统接收机输出信噪比建模成有限状态Markov链,对应于每个状态选取相应的调制方式,从而确定根据接收机输出信噪比进行调制方式切换的切换门限.通过在MIMO Jakes信道下的仿真实验,验证了该方法的准确性.在极大化频谱效率的目标下,该方法可以取得比传统门限方法更好的性能.     

用于移动多媒体通信的双重自适应Turbo编码调制技术

给出了一种应用于移动多媒体通信的跨层的双重自适应编码调制技术.该技术采用Turbo码,并同时自适应于时变的信道特征和不同媒体业务的服务质量(QoS),以充分提高系统的平均吞吐量.首先给出经优化设计的实用信道自适应Turbo编码调制方案,该方案距Shannon极限仅2.5 dB;然后将一个QoS自适应方案加载其上,构成跨层的双重自适应结构.仿真结果表明,在假设所有媒体业务以等概率出现、业务持续时间服从指数分布时,该新颖的双重自适应技术可达到距衰落信道容量2 dB的优异性能.     

OFDM系统下基于MBER准则的自适应波束形成器

宽带无线通信系统采用正交频分复用(OFDM)调制和智能天线技术来克服限制系统容量的符号间干扰(ISI)和同信道干扰(CCI).在OFDM调制技术下,针对数字通信系统传输中最主要的性能参数之一误比特率(BER),研究了基于最小误比特率(MBER)准则的自适应波束形成器.与现有的基于最小均方误差(MMSE)准则的波束形成器相比,MBER自适应波束形成器直接最小化OFDM系统的BER,保证了信号传输的有效性,提高了系统性能.仿真实验表明,基于MBER准则的自适应波束形成器比基于MMSE准则的波束形成器能更好地接收期望用户的信号,系统的BER更低.