基站协作系统中的低复杂度天线选择算法

根据多基站协作系统的特点,提出了2种次优的低复杂度天线选择算法：基于协作基站总体信道矩阵范数的天线选择算法(aggregate channel frobenius norm antenna seltction,ACFAS）和基于每个协作基站信道矩阵范数的天线选择算法(individual channel frobenius norm antenna seltction,ICFAS）。 ACFAS算法以全部协作基站与用户的整体信道矩阵的Frobenius范数为天线选择的目标函数,而ICFAS算法则以参与协作的每个基站与用户的信道矩阵的Frobenius范数为天线选择的目标函数。仿真结果和复杂度分析表明,提出的多基站协作系统天线选择算法复杂度较低,但是系统的容量性能受到损失,是一种次优的低复杂度天线选择算法。     

分布式天线小区协作通信系统下行链路频谱效率的研究

针对多小区分布式天线系统中下行链路的干扰问题,提出将基站协作通信和分布式天线技术相结合,通过最大化最小的用户频谱效率,保证用户频谱效率的公平性.同时提出一种用户天线选择关闭算法,改进了传统的基站协作迫零波束成形技术在用户数接近最大值时频谱效率急剧下降的缺陷.仿真结果表明,采用分布式基站天线和用户天线选择技术的小区协作通信,可以获得更高的用户频谱效率.     

基于天线选择与协作通信联合的物理层安全增强方法

目前物理层安全研究大多假设用户是静止的,并未考虑其移动性对安全性能所造成的影响.为此提出一种联合天线选择(TAS)与协作通信(Cop)的物理层安全传输方法 TAS-Cop.首先,两个彼此相隔一定距离的基站都具有多根天线,利用天线选择技术,每个基站都选择能使合法接收用户信噪比最大的天线发送保密信息;其次,当用户在两个基站覆盖范围内移动时,彼此之间通过协作以寻求最佳的安全性能.在此基础上推导了瑞利衰落信道下的非零安全容量概率和容量中断概率的闭式表达,并设计了基站之间的最佳功率分配策略.仿真结果表明,与已有的TAS方法相比,TAS-Cop能更有效地满足当用户移动时的安全性能.     

MIMO系统中改进的天线选择算法

递增和递减两种选择算法,可以极大降低MIMO系统中选择天线时的计算量,同时又可以使MIMO系统的容量达到最大.但在天线规模较大时,选择天线时的计算量仍较大,有必要作进一步的处理以降低选择时的计算量.文中提出了基于上述两种方法的改进算法,以低于2%的容量代价,降低多达20%～30%计算量.     

多入多出中继系统的一种贪心天线选择算法

针对多输入多输出(MIMO)中继系统天线选择算法容量不高的问题,提出了一种基于容量最大化的贪心天线选择算法.该算法在考虑噪声的影响情况下,根据添加一个天线对后系统容量的闭式表达式,逐步选取使得容量最大的天线对.仿真结果表明,在不同的中继数量及功率约束条件下,该算法与已有算法相比,能够获得更高的系统容量性能.     

一种改进的MIMO系统接收天线选择算法

天线选择技术能以很小的性能损失获得射频成本的大幅度降低,并能提高MIMO系统的容量.为了快速选择出使系统容量最大的接收天线子集,提出了一种基于逐增算法的改进算法.该算法通过实时更新优化参数,大大降低计算复杂度;采用每步处理2行的方法,使计算时间进一步减少.仿真结果表明,该算法计算时间大大减少,并且系统容量几乎不受影响.     

秩亏缺信道下快速发射天线选择算法

研究了秩亏缺信道下发射天线选择问题.为了保证信道矩阵是列满秩,因此选择出的天线子集中的发射天线数量等于信道矩阵的帙数.提出了容量最优化的发射天线选择算法,但这种算法的计算量太大了.因此,提出了一种基于列主元QR分解的发射天线选择算法,这种算法具有很低计算复杂度.仿真结果显示通过这种方法确定的天线子集在信道容量方面也有很好的性能,尤其在高信噪比情况.     

多小区多输入多输出正交空分复用系统中低复杂度用户选择算法

针对抑制协作小区外干扰的多小区多输入多输出(MIMO)正交空分复用系统,提出了一种低复杂度的用户选择算法.该方法通过贪心搜索迭代选择用户,在用户选择的每一步中选择使得小区平均系统容量增幅最大的用户,并自适应地调整服务用户数而使小区平均系统容量最大化.仿真结果表明,在相同信噪比和干扰噪声比条件下,与抑制协作小区外干扰的多小区MIMO块对角化系统用户选择算法相比,该算法提高了小区平均系统容量,且增加了同时服务的用户数.     

基于天线选择的多天线频谱感知技术

为了保护主用户系统不受认知用户的影响,提高频谱检测的可靠性,提出了一种新的基于天线选择和能量感知的频谱检测算法.该算法利用认知用户多个接收天线的感知信息,根据认知用户与主用户之间信道的差异,充分利用多天线的空间分集,选择部分使得检测概率最大化的天线进行合作检测.仿真结果表明,基于天线选择和能量感知的多天线频谱检测可有效地提高感知数据可靠性,感知数据的检测概率显著提高.     

基于基站协作的空间应急通信系统及容量分析

根据中国地震带的分布特点,设计了一种适用于中国地震救灾的链状空间应急通信系统.该系统由若干个高空平台链状排列而成,每个平台搭载一个移动通信基站.针对基站、频谱等系统资源受限的现实约束,为了提高用户容量,提出了一种基于对称用户分组和平均功率分配的低复杂度基站协作方法.对该方法的用户容量性能的理论分析和仿真结果表明:与传统...     

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.     

多小区OFDMA系统中低开销的基站协作资源分配算法

基站协作是多小区正交频分多址接入(OFDMA)系统中降低共信道干扰的有效手段。为了降低收集各小区信息所需的开销,提出一种新的基站协作资源分配算法。算法由各基站计算本小区的业务负荷及所有子信道对本小区的价值,并发送至中心节点。根据这两类信息,资源首先由中心节点分配至各小区,再由各基站分配至用户。该算法的开销仅约为现有方法的2/U(U为协作小区的总用户数)。与无基站协作的方法相比,该算法仍可获得30%以上的用户容量或吞吐量增益。结果表明:本算法兼具实用性和有效性,有望应用于新一代移动通信系统。     

基于用户协作干扰的IRS辅助安全传输方案

针对协作通信网络无线信道高度开放的信息安全问题,提出一种基于智能反射面(IRS)辅助通信与用户协作干扰的下行链路物理层安全传输方案,并给出了一种基于交替迭代的保密容量最大化算法.该方案中智能反射面通过调整反射相位辅助合法用户进行通信,并且全双工用户在接收有用信号的同时发射人工噪声,从而增强系统信息安全传输.为了求解系统保密容量的非凸优化问题,利用交替迭代算法将其分解为3个子问题,分别对基站波束成形矢量、系统功率分配系数及IRS相移矩阵进行优化.在求解的过程中推导了波束成形矢量和功率分配系数的闭式解,并分别利用连续凸近似和黎曼流形优化两种算法得到了IRS的最佳相移矩阵.分析与仿真结果表明：所提出的方案能够快速收敛,且基于黎曼流形的优化算法具有更低的复杂度.与随机相位或固定功率系数的方案相比,该方案能够显著提高系统安全性能.     

MIMO系统中功率受限的天线选择算法

在已有的经典天线选择算法基础上,考虑实际系统中功率受限,基于凸优化理论提出了一种新的天线选择算法,该算法可提高功率受限条件下MIMO系统的容量。仿真结果表明该算法性能较以前算法有明显的提高。     

一种无线认知网络中的自适应波束成型模式选择算法

为了能够在避免对主用户干扰的同时,进一步提高频谱的利用效率,提出了一种自适应的波束成型模式选择算法。针对当前的认知网络很少考虑在空间上将主从用户进行分离,将多天线技术引入无线认知网络,利用其提供的空间自由度,从用户基站在主用户信道的零空间内设计发射波束,这样可以使得2个网络共存时,主用户能够无干扰地进行数据传输。同时,随着发射信噪比的变化,从用户基站自适应地在机会式波束成型和正交空分多址2种模式间进行选择,从而最大化网络的容量。分析和仿真结果都表明,这是一种解决网络共存、提高频谱效率的有效方法。     

GMD V-BLAST系统天线选择

基于最大容量和最小差错率准则,研究了在GMD V-BLAST系统中的天线选择问题.选用以信道矩阵非零奇异值的几何均值最大化为目标函数,可以避免容量与差错率性能之间的矛盾.在所有可用天线中进行选择的全搜索算法虽有最佳性能,但复杂度太高.基于贪婪算法,对发射天线采用快速的逐增选择策略.对接收天线采用快速的逐减选择策略,可以显著降低计算的复杂性.计算机仿真结果表明,所采用的快速天线选择算法可以较低的复杂度获得接近全搜索法的容量和分集增益.     

基站自适应阵列天线码资源分配算法的比较研究

采用空间切割方式对移动基站自适应阵列天线进行码资源分配,可以提高系统功率资源的使用效率,降低空中信号的整体干扰,从而提高系统容量.介绍了移动基站自适应阵列天线区域覆盖原理和码资源常见分配算法:固定码资源分配算法和群组码资源分配算法,分析了两种码资源分配算法的基本思路和码分配策略.通过两种分配算法的通话阻塞率仿真比较分析可知,群组码资源分配算法所产生的通话阻塞率比固定码资源分配算法所产生的通话阻塞率要低.     

上行多点协作网络中的最优回程链路容量分配

基站节点间回程链路的有限容量制约着蜂窝移动通信系统中多点协作网络的性能。为了有效利用回程链路容量资源,提高节点协作增益,该文以上行多用户的两节点协作网络单元为研究对象,提出了一种基于压缩—转发及用户配对的多点协作多载波传输方式;建立了在回程链路容量有限的约束下,用户配对、载波映射、压缩噪声设计及载波间回程链路容量分配的联合优化问题;提出了一种基于轮换优化的低复杂度求解算法。仿真结果表明:与随机及均等资源分配方法相比,该算法可在有限回程链路容量条件下有效提高网络的和速率。     

相关信道下低复杂度的发射天线选择算法

文中借助于矩阵奇异值最小下界的估计方法,提出了一种基于盖尔圆算法的天线选择新算法.该算法的关键就是在选择天线的每次迭代过程中,采用的是选择使信道矩阵最小奇异值下界最大的列.该算法在减小天线间的相关性的同时,也使得所优化的系统的容量最大化以及误码率最小化.仿真结果表明,该算法不仅降低了计算复杂度,而且所得到的信道容量明显优于随机选择算法和小幅度高于盖尔圆算法.     

一种基于用户位置的设备到设备模式选择和资源分配方案

在蜂窝网络中通过复用蜂窝系统中已使用的频谱资源,来增加蜂窝系统的频谱利用率,减少基站的负载,同时通过基于用户位置的设备到设备(D2D)模式选择和资源分配算法,达到减少同频率之间的用户干扰,降低用户的传输功率的目的.仿真结果显示,相比于传统的蜂窝通信和随机的资源分配模式,基于用户位置的D2D模式选择和资源分配有效地提高了系统总容量,减少了用户之间的干扰.