不完全信道状态信息条件下Turbo-BLAST系统中注水天线选择和功率分配算法

该文针对信道估计有误差情况,在不完全信道状态信息条件下提出了一种适用于Tur-bo-BLAST系统的天线选择和功率分配算法,发送端在总功率约束条件下,依据信道状态信息进行发送天线选择,并对选择的天线进行注水功率分配,以获得最大化信道容量.在接收端,采用Turbo原理对接收信号进行迭代检测,以改善系统的误比特率性能.仿真结果表明,采用所提算法不仅可以显著提高系统的信道容量,误比特率性能也有所改善.     

同频无线回传小基站系统中的协作传输优化

全双工的同频无线回传小基站可应用于阴影衰落严重区域的覆盖。在密集部署场景下,自干扰和小区间干扰严重影响系统传输性能。该文提出了一种基于集中式处理的同频无线回传小基站系统方案,采用空域和时域处理联合实现自干扰抑制和协作传输,并设计了一种基于连续凸近似和半正定松弛的迭代算法,对前向链路和回传链路上的波束成形/预编码及功率分配进行优化,从而降低系统发送功率。针对天线收发可切换的系统提出了一种复合算法,能够对收发天线进行高效选择。仿真结果表明:该方案能够有效抑制自干扰和小区间干扰,减小系统发送功率。     

在中继选择系统中的发送功率和调制方式的联合优化方案

在传感器网络中,降低网络总功耗和延长网络寿命是网络设计和优化的重要要求.本文研究了采用机会性中继选择的解码前传系统,提出了一种能提高系统功率效率的中继选择、调制方式和发送功率的联合优化方案.该方案中,源节点和中继节点使用不同的发送功率.在给定误码率和系统参数的条件下,可以通过分布式的计算方法获得最优解.仿真结果表明所提方案能获得比协作MIMO系统更高的功率效率.     

CoMP系统中的天线选择和功率分配联合算法

在协作多点传输(coordinated multiple points transmission,CoMP)系统中,为了提高小区边缘用户传输速率和系统总吞吐量,提出了一种联合天线选择和功率分配的优化算法.在基于信道容量增量的天线选择策略(antenraselection lased on capacity increment,CIAS)中,推导了当用户端采用最大比合并时用户信道容量的表达式,并根据所设定的信道容量增量选择出所有满足条件的天线;在最优功率分配算法(optimal power allocation,OPA)中,推导了协作多点多用户系统中用户传输速率的表达式,在总功率受限的情况下通过采用优化的迭代功率分配算法,得到了最优的功率分配.理论分析和仿真结果表明,与等功率分配策略(equal power allocation,EPA)和功率与信道增益成正比的功率分配策略(proportion to channel gain,PCG)相比,联合了天线选择和功率分配的算法不仅能最大提升对边缘用户的传输速率,而且能更好地提高系统的信道容量.     

分布式无线通信系统中STBC和V-BLAST的组合方案

在分布式天线分簇放置的单用户分布式无线通信系统中,为了有效地实现下行分集与复用的折中,提出了一种空时分组码(space-time block code,STBC)和垂直分层发送方案(vertical bell-labs layered space time,V-BLAST)的组合方案。在发送端根据反馈的发送相关矩阵的特征值,提出了天线选择和功率、速率分配的方案,使得系统误符号率(symbol error rate,SER)的上界最小。仿真结果表明:不同方案实际SER性能之间的关系和通过SER上界得到的关系完全一致。该方案简化了下行发送方案的设计,适合于实际应用。     

分布式多天线下行链路的空分复用性能分析

针对多天线下行链路的远近效应问题，研究了分布式多天线系统的空分复用性能，结果表明分布式多天线系统可以有效地降低远近效应的影响．在此基础上，提出了一种分布式多天线系统中的自适应传输方案．该方案根据用户与各天线端口的相对位置灵活地改变传输策略，在用户距离天线端口较远时，利用空分复用联合发送抑制用户间干扰，而在用户靠近天线端口时，采用选择式发送，以降低反馈负荷和复杂度．仿真实验结果表明，与空分复用联合发送相比，通过设置合适的自适应切换门限，所提出的方案仅以系统容量损失7％为代价，能在40％的信道实现中有效降低反馈负荷和处理复杂度．     

基于信道衰落相关矩阵的自适应多天线技术

为了在满足目标频谱效率和目标误码率前提下减小多天线系统的发送功率,针对采用线性接收机的无编码空间复用系统,提出了一种发送天线选择及速率(调制方式)分配、功率分配准则。该准则利用了信道衰落的空间相关矩阵,以各子码流的误码率为约束条件,对发送功率进行优化。仿真结果表明:该准则相比于目前已有的天线集合及调制方式选择准则有2 dB的信噪比增益。给出了逼近该准则性能的简化算法,该算法在很大范围内能达到穷举搜索的性能。     

一种基于功率分配和天线选择算法的V-BLAST系统设计

将天线选择算法引入采用功率分配算法的V—BLAST（vertical bell laboratories layered space．time）系统能有效改善BER的性能，从而降低错误传播对系统的影响．在此，以最小化向量错误概率为目标，在一种发射端有2根天线的最优功率分配V—BLAST系统的基础上引入发射天线选择技术（算法），将该系统从发射端有2根天线的V-BLAST系统扩展到通用的V-BLAST系统中．仿真结果表明，此方案无论是在各层BER性能上还是在向量错误概率上都优于原系统的无天线选择方案，并且随着系统向量错误概率的进一步降低，有天线选择的方案相对于无天线选择的方案在性能上会有进一步的提高.     

无线能量传输中继选择与发送功率分配方案

为了最大化无线能量传输全双工多中继系统的传输速率,提出一种利用中继采集能量并进行中继选择和发送功率分配方案。首先在最好最差信道和最大调和平均值中继选择基础上,考虑中继自干扰信道能量采集,引入中继节点不同功率约束,提出基于节点功率的最好最差信道中继选择和最大调和平均值中继选择方案;然后联合源节点两阶段发送功率分配进行优化求解,给出优化问题解耦后的两步次优解方案,求解出功率分配参数的理论次优值;最后推导得出所提最优中继选择方法的中断概率。仿真结果表明,所提出的中继选择方案比随机选择中继的容量性能在系统中继个数为5时提高了30%以上;与中继选择等功率分配方案相比,所提分配方案的系统容量提升了10%以上,中断概率在发送信噪比为15 dB时下降了16%。     

多用户大规模 MIMO 系统中能效的研究

针对多用户下行大规模多输入多输出（multiple input multiple output ,MIMO）无线通信系统,提出一种基于能效的联合优化方案。该方案在采用同时考虑发射功耗和电路功耗的功耗模型以及迫零（zero forcing ,ZF）预编码的情况下,推导出天线数、天线子集以及发射功率与系统能效之间的关系式,从而建立联合优化天线数,天线子集和发射功率的能效优化模型,并提出一种新的迭代搜索算法来求解此模型。该迭代算法首先对天线数进行遍历,当天线数确定后,采用基于信道矩阵范数的天线选择算法进行天线子集的选取,随后利用凸优化理论来调整发射功率,不仅提高了系统能效而且降低了算法复杂度。仿真结果表明,与使用全部天线和只考虑天线数的方案相比,所提联合优化方案的能效有明显的提高。     

神经网络在CDMA移动通信上行链路功率控制中的应用研究

提出了一种神经网络功率控制方案,研究了该方案在码分多址 (CDMA)移动通信中实现最小发送功率控制问题。首先导出了最小发送功率控制模型。而后,利用最陡下降方法得到了求解该模型的神经网络的原理框图,并分析了用该网络进行最小发送功率控制的基本理论和实际性能,探讨了该网络相关参数的确定方法。最后用计算机仿真法模拟出该方案的运行性能。仿真结果表明与最小功率分配算法相比,神经网络功率控制方案可以提高基站接收信号的平均信扰比,降低信扰比的平均偏差,提高信扰比达到目标信扰比 90%以上的用户数量,从而可以降低用户信号的中断概率、提高信道容量。     

分布式天线系统中基于天线选择的能量效率优化

为了进一步解决无线通信系统的能量消耗问题, 以分布式天线系统单小区为模型,提出了一种将天线选择和功率分配技术相结合的最大能量效率优化算法(max-ANPO-EE算法):通过选取用户一定距离范围内的天线后,利用拉格朗日函数和次梯度得到各个天线的最优发送功率,从而推导出相应的能量效率性能表达式,得到最优的能量效率.仿真结果表明:在用户和天线随机分布的单蜂窝小区网络内,max-ANPO-EE算法能获得比较好的性能.     

高频段分布式无线通信系统中的扇区选择及下行功率控制研究

针对高频段(6 GHz—15 GHz)移动通信信道环境中视距为主、阴影衰落严重的传播特点,研究提出了在高频段分布式无线通信系统中的扇区选择和功率控制方法。针对高频段典型热点场景——天井覆盖模型,设计了基于光载无线通信(RoF)的分布式天线覆盖方案。并针对系统中存在的RoF的非线性影响以及天线间的自干扰问题,设计一种有效且低复杂度的下行功率控制方法。仿真实验表明,该算法可以将分布于不同地理位置的发送天线的接收信噪比调平衡,从而降低了干扰影响,并且算法具有较好的收敛性。     

一种适用于Turbo BLAST系统的自适应功率分配算法

将自适应发送功率分配技术用于Turbo-BLAST(turbo-bell labs layered space-time)系统,提出了一种适用于Turbo-BLAST系统的自适应功率分配算法,给出了在完全信道状态信息条件下以最小化系统误比特率为目标的的最佳功率分配算法.发送端在部率约束条件下,利用自适应功率分配算法对发送信号进行功率加载,在接收端则利用基于最小均方误(minimum mean square error,MMSE)的软件干扰抵消Turbo-BLAST迭代检测算法对接收信号进行检测,以进一步改善系统的误比特率性能.仿真结果表明,和等功率情况相比,所提算法可以显著降低系统的误比特率.     

MIMO-OFDM两跳再生中继系统下的迭代功率分配

分析了发射端与中继端和功率受限条件下MIMO-OFDM两跳再生中继系统发射功率优化问题.为最大化系统容量,提出一种迭代功率分配算法,该算法根据两跳信道条件,不断调节其发射功率,直到两跳容量相差达到设定的门限值,天线上功率分配考虑在各子载波上每跳各天线之间等功率分配和利用注水原理进行功率分配;其次,分析迭代功率分配时迭代精度的选择问题,最后,研究在功率分配之前考虑子载波配对.仿真结果表明,利用迭代功率分配系统容量得到有效优化,迭代精度的选取是权衡算法复杂度与系统容量的结果,考虑子载波配对系统容量亦有进一步提高.     

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%.     

D2D通信系统中的最优中继选择及功率分配策略研究

在D2D(device-to-device)通信系统与蜂窝网络共存的场景下,引入中继节点可以有效提高D2D链路的吞吐量同时减小D2D链路对蜂窝网络的干扰?阐述了一种新颖的半双工放大转发双向中继协助D2D通信方案,提出了对应的最优中继选择及功率分配算法?该算法能够在满足蜂窝系统所受干扰小于一定门限值的约束下最大化D2D链路的吞吐量?该算法优化了D2D链路上各发送节点的发送功率;选出了可以使D2D链路吞吐量最大化的中继节点作为最优中继节点?其中,在计算最优功率分配的时候,利用拉格朗日对偶理论以及最速下降法对原功率分配优化问题的对偶问题进行了分层迭代求解?仿真结果表明,提出的策略与已有的方案相比可以显著提高D2D链路的吞吐量?     

不对称速率双向中继系统的中继选择及功率分配

研究了不对称速率双向放大转发中继系统中的中继选择及功率分配问题.以中断概率作为约束条件,以系统总发射功率最低为目标,通过将几何规划问题转化成凸优化问题推导了功率分配的闭式解.在此基础上,提出了最小化最低总功率的中继选择标准.最后给出了中继选择与功率分配联合优化策略及实施步骤.仿真结果表明在给定的中断概率门限下,文中的联合优化策略能显著降低系统的功率消耗.     

低复杂度大规模MIMO系统上行功率分配算法

为了降低莱斯信道衰落下多小区大规模多输入多输出系统上行链路功率分配算法的复杂度,提出了基于小区近似和速率的低复杂度功率分配算法.首先,给出基站采用最大比合并接收时的小区和速率近似表达式及其上下界;然后,在小区发射总功率受限及保证用户服务质量需求的条件下,提出分别基于上、下界的2种功率分配算法.这2种算法仅利用大尺度衰落等长时信道信息,减少了信道估计开销及运行功率分配算法的次数,从而降低了系统实现复杂度.仿真结果表明,与等功率分配算法相比,所提算法在低信噪比下能够显著提升系统和速率;然而,信噪比越大,性能增益越小.因此,这种新的功率分配算法可以有效应用于低信噪比情况.     

一种降低垂直分层空时码球解码复杂度的自适应调制

针对垂直分层空时码球解码算法复杂度高的问题，提出了一种新的基于部分信息反馈的自适应调制算法．该算法首先根据每个发送天线总功率增益，选择该天线所用星座图大小，保持每次传输的总码率恒定，然后调整码元解码顺序，减少球解码总的搜索结点数，对于不同调制方式的复信号点球解码算法，给出了不同的结点搜索方法．由于球解码查找树根结点的减少，避免了低自由度信道系数引起的额外搜索，因此降低了迭代搜索次数．仿真结果表明，对于3天线垂直分层码，3bit反馈信息使球解码的迭代次数降低了50％，而且提高了系统性能．