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。     

MIMO-OFDM系统自适应分步功率分配算法

研究了一种针对MIMO-OFDM系统的自适应分步功率分配算法,在通信系统总功率约束的情况下,采用速率最大化准则计算开关信道的临界值,从而利用最小均方误差准则进行自适应分步功率分配.仿真表明:基于分步算法自适应功率分配的MIMO-OFDM系统误码率低于采用注水算法和MMSE算法的系统误码率,其频谱效率也优于另外两种算法;同时,对于分步算法,随着天线数目的增加,系统的误码率明显降低,频谱效率明显提高,验证了该算法没有奇异性.     

分布式无线通信系统下行功率分配策略

为了提高分布式无线通信系统(DWCS)的频谱效率,提出了一种下行功率分配算法。该算法仅要求发送端确知大尺度信道状态信息,具有较低的复杂度,易于实现。为了对比该算法的性能,引入小尺度信道状态信息的影响,研究了发送端确知全部信道状态信息时的最优功率分配算法。仿真结果表明:所提算法极大地提高了DWCS系统的频谱效率;另外,在DWCS系统中大尺度信道状态信息是影响功率分配算法性能的主要因素,小尺度信道状态信息的作用不明显,这也正体现了DWCS的实用化优势。     

一种正交调制协作系统的功率分配方法

针对正交调制协作系统中本地和中继信号采用等功率分配(EPA),导致系统资源利用率低的问题,提出了一种正交调制功率优化分配(QM-OPA)方法.QM-OPA方法以最小化系统误码率为目标,根据用户上行信道和用户间信道的平均信噪比来计算本地和中继信号的功率优化分配因子,并利用反馈信道将功率分配信息发送给协作用户,从而实现了功率的自适应分配,提高了系统的资源利用率.QM-OPA方法能降低系统误码率,且实现复杂度较低.仿真结果表明,在实际的非理想协作场景下,与EPA方法相比,QM-OPA方法在误码率为10-2～10-4时最大可提供约7 dB的信噪比增益.     

分布式无线通信系统下行功率分配策略

为了提高分布式无线通信系统(DWCS)的频谱效率,提出了一种下行功率分配算法。该算法仅要求发送端确知大尺度信道状态信息,具有较低的复杂度,易于实现。为了对比该算法的性能,引入小尺度信道状态信息的影响,研究了发送端确知全部信道状态信息时的最优功率分配算法。仿真结果表明:所提算法极大地提高了DWCS系统的频谱效率;另外,在DWCS系统中大尺度信道状态信息是影响功率分配算法性能的主要因素,小尺度信道状态信息的作用不明显,这也正体现了DWCS的实用化优势。     

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.     

OFDM帧内误码率最小化的比特和功率分配方法

为使正交频分复用(OFDM)系统在总功率和比特数不变条件下,误码率最小化BM(Ber Minimum)的比特和功率联合分配算法帧内平均误码率最小,设计符号内以最小总名义功率为目标的迭代算法,提出以符号最小总名义功率为基础的符号间功率分配方法.仿真结果表明,该方法在码率性能和计算速度方面均有较大改善.     

下行链路基站协同蜂窝系统中的功率分配和干扰消除方法

蜂窝间干扰是无线蜂窝网络中一个重要的性能瓶颈, 基站协同可以消除小区边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰, 提高蜂窝系统的性能和频谱效率. 针对下行链路基站协同通信系统, 提出一种信道衰落补偿功率分配方法, 以及内部联合分布式空时编码(inner joint distributed space-time coding, IN-J-DSTC) 基站协同传输方案, 以抑制蜂窝边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰. 仿真结果表明, 该方法可以根据信道状况, 在源基站及协同基站间自适应地分配信号发送功率, 同时明显消除蜂窝边缘用户所受到的蜂窝间干扰, 从而显著地提高系统的误码率性能.     

基于功率分配协作干扰的无线信息与能量安全协同传输方法

为了提高信息与能量协同传输系统的安全传输性能,提出一种基于功率分配协作干扰的无线信息与能量安全协同传输方法.该方法中包含一个信息发送端和信息接收端以及一个能量接收器和干扰器.由于能量接收器离信息发送端较近,很容易窃听信息发送端的信息.在接收到来自信息发送端的信息后,能量接收器利用一部分接收到的功率进行能量接收,利用另外一部分功率进行信息解码,窃听信息发送端的信息.为了保证信息发送端到接收端信息的安全传输,干扰器使用其中一根天线对来自信息发送端的信号进行能量接收,利用接收到的能量使用另一根天线发射干扰信号,对能量接收器进行信息干扰.研究该方法中如何对功率进行分配,保证能量接收器收到的能量达到要求的条件下最大化信息接收端的保密信息速率.仿真结果表明,该方法能有效提高信息与能量协同传输系统的安全性能.     

多输入多输出系统特征模发射最小化误码率优化功率分配

在多输入多输出系统特征模发射设计中,基于最小化误码率准则优化发射功率分配问题没有简单的闭式解,求解方法有通用优化算法(如内点法)和Q函数契尔诺夫近似功率分配法.前者计算量大且不能理论分析,而后者只能获得近似功率分配解.文中将此约束优化问题的解用W主分支函数表示,将其转化为求解关于W函数的问题,提出了W函数求解法.利用W函数的简单求解算法,所提出方法能获得更精确的优化功率分配解.数值模拟结果也显示,该方法获得了较其他求解方法更低的系统误码率.     

可重构智能表面辅助大规模MIMO通信波束成形设计

可重构智能表面(reconfigurable intelligent surface,RIS)在无线通信系统中能够提高信道性能。为了降低传统波束成形方案中功率分配的复杂度,结合毫米波(millimeter wave,mmWave)特点建立信道模型,提出一种基于正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)和统一信道分解(uniform channel decomposition,UCD)的RIS辅助mmWave 多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统混合波束成形设计方案。利用视距(line of sight,LoS)信道的到达角(angle of arrival,AoA)和离开角(angle of departure,AoD)设计了RIS的反射矩阵。该方法不需要复杂的功率分配,能够使得多个并行数据流具有相同的信道增益。仿真结果表明,该混合波束成形方案具有更好的误比特率(bit error rate,BER)性能及频谱效率。     

稀疏码多址接入系统中基于分层编码的多播资源分配算法

稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)技术被认为是一种能有效提高频谱效率的技术。将稀疏码多址接入技术应用于无线多播通信中可以扩展多播系统的容量。对多播系统的容量进行了推导,采用分层编码技术应用在SCMA系统的多播传输中,使得系统容量不再受限于多播系统中最差用户的信道质量,采用资源分配算法来最大化多播系统容量。为了减少最优化问题的计算复杂度,又提出了快速次优化算法(fast suboptimal algorithm, FSA),该算法分为码本分配和功率分配2个阶段。仿真结果显示,提出的快速次优化算法在SCMA系统中的多播系统功效要优于正交频分多址接入(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)系统中的多播系统功效。并且,在SCMA系统和OFDMA系统中,提出算法的系统功效都要远优于传统多播(conventional multicast, CM)策略的系统功效。     

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。     

HSDPA系统中OVSF码资源分配方案的研究

无线资源分配方案对无线网络的性能有着重要的影响。本文分析了HSDPA系统中静态码资源分配和动态码资源分配方案的优缺点,提出了HSDPA系统中本小区及邻近小区用户等多用户并存环境下,有效地分配码资源的方案。     

用于宽带无线通信的空时频编码OFDM技术

为进一步改善频率选择性衰落信道下的空时编码系统性能，提出了一种系统误码性能更为优越、功率效率更高的空时频编码OFDM(COFDM)技术．该技术采用子载波分组与线性预编码方案，通过适当的子载波分组，可以保证系统获得最大的分集增益，并使系统编译码的的复杂程度大为降低；同时将空时格栅码(STTC)与空时分组码(STBC)相结合，使得系统在获得最大分集增益的前提下，具有良好的编码增益；最后引入功率配置来进一步改善系统误码率性能和提高功率效率．仿真结果表明，该方案具有良好的系统误码率性能和较高的功率效率．     

低复杂度的MIMO-OFDM系统自适应调制方案

以最小化发射总功率为目标,提出了一种低复杂度的MIMO-OFDM无线通信系统的自适应调制方案.在发射端,基于已知信道状态信息,应用奇异值分解将空分复用信道转化为并行的子信道,并将表征信道增益的信道矩阵特征值用于子信道自适应调制优化设计中.针对MQAM调制,采用变步长的贪婪算法得到优化的子信道比特加载及功率分配方案.仿真结果表明,所提出的简化算法与一种近似最优的自适应调制算法性能接近,但复杂度降低了30%以上.     

一种在OFDMA使用的公平自适应资源配置方案

在OFDMA中使用了跨层(Cross-layer)来进行自适应资源调配。OFDMA系统中利用跨层结构,在数据链路层的信息可以用来实现自适应资源调配。根据这个设想,设计了一个新的跨层自适应资源调配方案来保证用户在连接层中等待时间的公平性,并取得更好的频谱利用率。     

基于OFDM的认知无线电系统联合资源分配

为充分利用现有无线电频谱资源, 研究了基于正交频分复用的认知无线电系统, 以填充和下垫联合方式进行分配资源的问题, 提出了新的子载波分配算法和最优功率分配算法。该算法在保证总功率和每个子载波所受干扰在一定阈值内的前提下, 采用最优功率分配算法最大化次用户传输速率。同时, 为降低算法的复杂度, 将置零子载波功率算法应用到资源分配中。最后, 基于Worst-case 方法, 对次用户和主用户间的信道不确定性进行鲁棒性分析。仿真结果表明, 在相同条件下, 该资源分配最优算法和次优算法都优于单独的填充式或下垫式资源分配算法。     

基于自适应网格编码QAM的渐进图像编码传输方案

为了在无线信道下鲁棒和高效地传输静态渐进图像,基于高效率编码调制系统提出了一种新型编码传输框架。使用支持多种编码传输模式的自适应网格编码正交振幅调制作为脆弱嵌入式压缩渐进码流的编码保护方案,在给定的功率和延迟约束条件下,基于启发式并行搜索算法对待传信源压缩分组的传输功率和编码调制模式进行联合优化,使得图像传输的端对端期望失真最小。经过对不同测试图像在不同功率和延迟约束条件下的仿真,该传输优化方案相对于以往基于不等重功率分配算法的传输优化方案取得了明显性能增益,在Gauss白噪声信道和准静态衰落信道中,接收端重建图像的峰值信噪比分别平均提高了1.33和2.70dB。