基于距离和系统吞吐量最大化的D2D上行链路资源分配方案

终端直连(Device-to-Device,D2D)通信的研究主要关注的是蜂窝用户(Cellular User, CU)和D2D用户之间存在的干扰问题, 而解决该问题的方法是进行合理的资源分配,但以往的研究大都仅考虑D2D用户之间的通信质量或仅考虑CU用户的可靠性,却忽视了系统总吞吐量和资源复用效率的优化。本文基于D2D用户、CU用户和基站(Base Station, BS)三者间的通信距离,提出了一种资源分配方案,该方案能结合资源复用函数矩阵进行预分组和资源选择,综合降低CU用户对D2D用户的干扰(Cellular-to-D2D, C2D)和D2D用户对CU用户的干扰(D2D-to-Cellular, D2C),同时保证CU用户和接入的D2D用户对都满足各自的通信服务质量(Quality-of-Service, QoS)要求。数值仿真结果表明,该方案与贪婪启发式算法相比,系统总吞吐量可以提升约4%,系统平均复用效率提高2倍以上。     

一种串/并混合的多输入多输出信号检测算法

为了提高多输入多输出(MIMO)系统中并行干扰消除(PIC)算法的检测性能并降低其计算复杂度,本文通过融入串行干扰消除(SIC)思想提出了一种串/并混合(HIC)的信号检测算法。该算法首先通过优化PIC中不同子检测过程的共同成分来降低计算复杂度,然后将子检测的估计结果代入后续子检测中实现串/并混合来提升检测性能。仿真结果表明,所提算法在4-QAM调制的 MIMO系统中,误比特率为 时较传统PIC算法有大约1.2 dB的性能提升,而复数乘法次数大约为传统PIC算法的28%。     

基于剩余能量的多源无线协作网络中继选择策略设计

在多源多中继协作无线传感网中,单纯基于链路质量的中继选择策略往往会使最佳中继的能量被快速消耗完,造成节点能量消耗的不公平和整个网络寿命的减少。因此,提出了一种基于剩余能量的中继选择策略,重新定义了一个理论有效转发信息包数与中继剩余能量的内积,并以最大化该内积数值作为中继最优的选择标准。仿真结果表明提出的策略能有效平衡网络中各中继节点的剩余能量,以损失平均吞吐量10%左右为代价,换来网络总吞吐量的提升和平均网络寿命延长一倍左右。     

一种基于WRR的新的调度算法

为了提高网络区分服务的性能,选择一个合适的队列调度算法尤为重要。本文在WRR调度算法的基础上提出了一种新的调度算法P-VDWRR（Priority Variable Deficit Weighted Round Robin）,P-VDWRR不仅能够提供一定的Qos（Quality of Service）保证,还能够在一定范围内根据网络负载情况动态分配网络资源,降低网络节点的丢包率。     

基于非正交多址接入协作传输策略的安全性能分析

为了提升非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)协作传输系统的安全性能,本文研究了一种基于NOMA双用户协作传输策略的窃听系统模型,并分别推导了此模型下的遍历安全速率和安全中断概率的闭式表达式。仿真结果表明,当存在强解码能力的窃听节点时,本文提出的协作联合接收策略与传统NOMA协作传输策略以及直连策略相比,遍历安全速率最大提升了0.281 bps·Hz-1和0.937 bps·Hz-1,安全中断概率最大降低了2.53dB和3.08dB。     

基于上行MIMO-SCMA系统的异步分组检测算法

针对宏小区稀疏码分多址技术(sparse code multiple access, SCMA)系统上行链路中远近用户到达基站存在的用户时延问题,提出了按不同时延进行用户分组的异步检测算法,利用前后符号间相同的信息进行迭代,形成了一种基于连续传播的消息传递算法(message passing algorithm based on serial propagation, SP-MPA)。另外,针对MIMO-SCMA系统中运用的部分边缘化检测算法造成的误码率性能下降的问题,还提出了一种基于动态阈值的部分边缘化消息传递算法(dynamic threshold partial marginalization algorithm, DTPM-MPA)。仿真结果表明,SP-MPA有效降低了异步传输的符号干扰带来的高误码率,并且DTPM-MPA能够在计算复杂度与误码率之间做出灵活平衡。     

一种基于黄金分割的NOMA-SWIPT协作中继网络能效优化算法研究

为提升网络能效性能,本文构建了NOMA-SWIPT协作中继网络模型,并采用了一种基于黄金分割(Golden Section, GS)的DinkelBach迭代算法来解决能效优化问题。仿真结果表明,GS-DinkelBach算法在获得精准的能效增益的同时,具有更低的计算复杂度;与传统直连网络模型和中继转发网络模型相比,本文建立的网络模型的最优能效值分别提升了1.07 dB和2.17 dB。     

多天线中继协助的终端直连通信传输方案设计

为了提高蜂窝通信系统的传输效率,一种多天线中继协助的D2D通信链路(MIMO relay aided-D2D,MRA-D2D)的方案被提出。该项研究通过分析中继天线数目、干扰源、接收端之间的距离和功率等信息,设计了MIMO多天线中继协助D2D传输方案的能量效率与通信链路性能的关联表达式。研究结果表明:采用多天线中继辅助,不仅可以通过提高天线数目来提高MRA-D2D链路的接收信干噪比,还可有效提高系统的能量效率;并证明了单纯的提高发射功率并不能提高系统的能量效率。     

非对称双向D2D通信系统的中继选择优化算法

提出了一种面向D2D通信系统中非对称双向中继信道的中继选择优化算法;该算法依据定义的非对称性双向D2D链路信道总容量最大化为优化目标,推导了新的目标函数以及确定最优功率分配,并在此基础上通过非线性优化选出最佳中继。仿真结果表明,非对称双向中继通信系统的最优功率分配结果与理想对称双向中继系统的结果一致,而提出的中继选择方案比按理想对称双向中继优化方案得到的链路信道总容量更大,但是相应的计算复杂度会更高。     

基于非正交多址异构网的下行链路干扰协调优化技术

为了提升异构网络中边缘用户平均吞吐量性能,提出了一种基于非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)异构蜂窝网络的下行链路干扰协调优化方案。该方案通过小区范围扩展(cell range expansion, CRE)和几乎空白子帧(almost blank subframe, ABS)进行小区间干扰协调,并利用改进型量子进化算法(improved quantum-inspired evolutionary algorithm, IQEA)实现自适应CRE和ABS联合优化。仿真结果表明,基于NOMA的分组能有效提升异构网络边缘用户性能,且与非干扰协调方案相比,传统干扰协调方案和所提出的自适应干扰协调方案的边缘用户平均吞吐量分别提升了4.93 dB和5.48 dB;网络用户平均吞吐量分别提升了0.96 dB和1.01 dB;对数效用和分别提升0.13 dB和0.14 dB。