一种改进的MIMO中继系统中比特与功率分配算法

比特和功率分配是基于正交频分复用的多输入多输出(multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统自适应资源分配中的一个重要研究问题.针对单用户MIMO放大转发中继系统中功率分配的问题,提出了基于注水定理的比特和功率分配算法,算法采用对分法搜索注水线,相对于传统的注水算法,减少了迭代次数,复杂度较低.仿真结果表明,该算法能够有效提高系统谱效率,并且在误码率性能上也有一定的提高.     

Lognormal-Rayleigh信道中多跳MIMO-OFDM系统无线资源分配算法研究

面向新一代无线通信网络,研究基于MIMO-OFDM技术的多跳中继网络的容量及端到端吞吐量优化方案.在Lognormal-Rayleigh阴影复合衰落信道环境中,使用注水算法分配功率,分析对系统容量和多跳中继系统端到端吞吐量的影响.仿真结果表明:使用注水算法对多跳MIMO-OFDM系统中各跳子载波对应的子信道进行功率分配,可以显著提高系统吞吐量.     

基于OFDM的认知无线电系统中的一种改进的功率分配算法的研究

改进了应用于基于OFDM的认知无线电系统中的功率分配算法。迭代分块注水算法,目标是在总的功率约束和每个子信道的功率约束的条件下最大化系统的容量。在主用户的功率约束非常严格时,尤其考虑了相邻子载波的功率泄露,并且在主用户的频谱和认知用户的频谱之间设置保护带,使其他子载波的功率分配呈现梯形分布。所以只是在功率约束比较严格的子载波上实施迭代分块注水算法。仿真结果表明,改进的功率分配算法性能接近迭代分块注水算法,而且具有较低的复杂性。     

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.     

基于OFDM的认知无线电子载波功率分配算法

在基于正交频分复用(OFDM)的认知无线电系统中,由于系统发射功率预算和主用户与感知用户干扰受限,以最大化感知用户的容量为目标的最优功率分配算法复杂度太高,提出了两种基于线性注水机制的改进算法及简化算法,改进算法可以通过线性计算快速确定不需分配功率的子载波,进而不需多次迭代就可完成注水过程。仿真结果表明,改进算法下感知用户系统的容量非常接近最优算法,但是复杂度却远远低于最优算法。     

基于USRP2平台的高效NC-OFDM系统设计

为了能将认知无线电的理论研究与实物研究较好地结合在一起,基于USRP2平台设计并实现了一个NC-OFDM认知无线电传输系统,给出了系统的软硬件设计详细流程和关键问题的解决方案,并针对NC-OFDM系统的特殊性提出了一种将传统算法和修剪算法相结合的快速有效的FFT自适应处理算法。软硬件仿真结果表明,本系统能够在USRP2平台上成功实现无线通信的数据传送与接收,提出的算法可以有效缩短数据处理时间,提升数据传输的鲁棒性,改善系统的整体性能。     

考虑HPA非线性的NC-OFDM系统最优参数设计

给出了计算非连续OFDM(NC-OFDM)系统带外功率泄漏和主用户(PU)频带干扰功率的数学模型,在此基础上,把NC-OFDM系统参数设计问题转化为次用户(SU)频谱开销和主用户(PU)干扰温度限制下的非线性规划问题的优化求解.给出了NC-OFDM系统最优参数与高功率放大器(HPA)的输入回退(IBO)参数、PU频带占用率和PU干扰温度容限之间的关系.仿真结果表明,当PU频带占用率和干扰容限给定的条件下,求解所建立的优化问题可以为SU设计最佳的系统参数:最少的保护载波数及系统对功率放大器IBO参数的要求.     

OFDM-SDMA系统上行资源分配算法

针对OFDM-SDMA系统的上行链路,以系统吞吐量最大为目标,建立资源分配问题的优化模型,提出一种低复杂度的次优资源分配算法.该算法分为载波分配和功率分配2部分:载波分配算法在功率平均分配的假设下为每个子载波选择用户集合;功率分配算法在载波分配的基础上,考虑相同载波上的干扰对用户进行注水功率分配.仿真结果表明:该算法获得的系统容量与传统OFDMA系统资源分配算法相比有较大幅度的提高;载波分配算法能很好地适应上行链路的特点,其性能优于下行链路载波分配算法;有扰信道注水功率分配亦优于固定功率分配算法.     

基于公平性原则的简化自适应资源分配算法

提出了一种简化的自适应资源分配算法,此算法在保证用户公平性的前提下,使OFDMA系统的吞吐量最大化,且具有较低的计算复杂度.算法将整个分配过程分解为2步：基于公平性原则对子载波进行分配;计算各用户所需的总功率,并以注水算法对功率进行分配.仿真结果表明,相比于固定分配方式,笔者提出的自适应资源分配算法可以明显提高OFDM系统的频谱效率.     

一种认知无线电系统中最优的功率分配算法

为满足干扰温度和总发送功率限制,并最大化用户的传输速率,提出一种上行认知无线电正交频分复用(OFDM)系统的最优功率分配算法.该算法首先在认知用户总功率限制下使用置零迭代注水算法进行功率分配,然后将超过干扰功率限的子载波功率调整为干扰功率限,将剩余功率在剩余子载波上重新进行迭代注水分配,直至获得最优功率分配.数学推导证...     

MIMO NC-OFDM系统的半盲信道估计算法研究

提出了一种基于零空间的多输入多输出不连续正交频分复用(MIMO NC-OFDM)系统的半盲信道估计的新方法。该方法利用线性预测得到信道矩阵的零空间作为LS算法的盲约束,对MIMO NC-OFDM时域信道脉冲响应进行估计。通过大量仿真表明,与传统的最小二乘算法比较,该方法可以在使用较少导频的条件下获得很好的信道估计性能,从而可以提高系统频谱有效性。     

全双工中继协作下认知MIMO系统的自干扰收集

针对传统基于能量收集的全双工认知多输入多输出(MIMO)系统忽略自干扰对提高能量利用率的作用问题,建立了基于全双工MIMO的认知中继网络,通过能量收集技术进行自干扰收集.研究了系统能量效率最大化问题,在满足中继发送功率限制等约束条件下,对传输信号协方差和功率划分因子进行联合优化.利用半定松弛算法将系统优化问题转化成凸优化问题,并结合注水功率算法分析得到最优解.仿真结果表明:与传统自干扰消除模式相比,所提方案在保证系统频谱效率的同时,系统能量效率还可提高13.9%;在自干扰收集模式下,与系统容量最大化方案相比,所提方案每传输1 bit信息可降低近0.1 J的功率消耗.     

空间复用MIMO系统的功率分配新算法

研究空间复用多输入多输出系统的功率分配问题,提出一种新的功率分配算法--残余功率再分配. 在满足服务质量要求的前提下充分利用星座图尺寸的离散性,将残余功率按照各子信道的不同优先级进行二次分配,并结合自适应调制编码技术改善低信噪比时的系统吞吐量. 仿真结果表明,在准静态平坦衰落信道下,与传统算法(如注水算法)相比,新算法能进一步改善系统的吞吐量,提高发射功率的使用效率,减少不可用子信道个数,且无附加复杂度.     

改进的OFDM系统自适应资源分配算法

在自适应正交频分复用(OFDM： Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中, 传统迭代注水功率分配（IWFP： Iterative Water Filling Power）算法对星座规模量化程度要求过高, 实际应用性不强。为此, 在发射总功率和系统误码率上限恒定的条件下, 提出了一种基于IWFP算法的改进算法。该算法在IWFP算法基础上进行了比特和功率分配的二次调整, 算法更加符合系统调制的星座规模和实际发射需求。仿真结果表明, 在误比特率（BER： Bit Error Rate）为10^-4时, 改进算法对信噪比的要求比IWFP算法高约3 dB, 比未经自适应调制的OFDM系统功率比特分配算法即等功率分配算法（EPA： Equalization Power Algorithm）低8 dB, 接近于系统的最优性能, 且运算复杂度不高。     

多播OFDM系统中基于QoS保证的资源分配研究

分析多播OFDM系统中的资源分配问题,最优的功率子载波分配是NP-hard问题,为此提出三种次优分配算法:算法1对单播情况下的分配方案进行扩展,在初始分配后进行子载波调整,复杂度较高;算法2在等功率的假定条件下进行子载波分配,复杂度最低;算法3首先利用算法2进行子载波分配,然后通过注水进行功率分配,以提高系统性能.分析和仿真证明,所提算法是有效的,且其复杂度低,特别是算法2和算法3,非常适合于实际系统实现.     

一种低复杂度的基于加权速率和最大化的多用户MIMO系统调度算法

针对多用户多输入多输出系统中,基于脏纸编码的迭代注水算法加权速率和最大化复杂度很高的问题,提出了一种基于迫零 脏纸编码的低复杂度多用户资源调度算法.该算法在发射功率限制条件下,结合功率分配和多用户调度,根据信道状态信息构造用户选择参量,依次选择用户.由于只需要有限次循环,同时根据用户摒弃准则去除了信道状态不好的用户,从而降低了复杂度.仿真结果表明, 所提出的算法与迭代注水算法相比,在相同的仿真条件下,可以获得后者90%以上的加权速率和,随着用户数的增加,加权速率和性能趋向于后者,同时复杂度由与用户数的平方成正比降到了与用户数成正比.     

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.     

基于突发传输的平均速率优化算法

随着互联网和移动通信的快速发展,对数据传输速率的要求也越来越高。本文针对总功率有限的慢衰落系统,在短期功率约束和长期功率约束下,提出了实现最大平均速率的优化方案。在短期功率约束下,通过研究信道增益进而得出突发传输下的最优量化方案;在长期功率约束下,提出了基于注水算法的改进功率分配算法,进而实现最大速率。理论分析及仿真结果显示,本文算法对改善传输速率有较好的表现。     

CR-OFDM系统中的一种新的动态频谱分配算法

文中基于对认知无线电技术以及OFDM系统传输特性的分析,提出了一种CR-OFDM系统中多用户资源分配新算法。该算法首先根据认知用户的QoS需求为其分配子载波,在保证不干扰授权用户正常通信的前提下,再利用改进的注水算法为每个认知用户分配功率,使得整个系统的信道容量最大化。仿真结果表明该算法能在保证误比特率和用户公平性的前提下显著提高频谱利用率。     

分层动态虚拟 MIMO 的信道容量分析

针对如何解决目前移动通信频率紧缺及信道容量不足的问题,提出了一种新型的分层动态虚拟多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统结构,该结构结合了移动云的灵活接入、覆盖面积广等特点,并将虚拟MIMO技术融合在该结构中,较显著地提高了系统的信道容量.在该结构下,用户在层次之间进行通信并利用注水算法进行功率的优化分配.而对用户在跨越多层次进行通信的情形,提出了一种同时将层次间距离和传输功率进行最优化的马尔可夫链算法.该算法通过监测用户的变化进而调节层次间距离和传输功率,从而获得最大的信道容量.仿真结果显示,注水算法通过功率优化获得了层次间的分层动态虚拟MIMO结构的最大信道容量,马尔可夫链算法实现了用户跨越多层次通信情形下的最大信道容量.