基于IEEE802.11的速率自适应算法研究

目前IEEE802.11设备提供了多个不同的传输速率,对动态变化的无线信道选择不同的传输速率可以使系统性能最大化.目前已经有许多速率自适应算法被提出, 但是没有一种算法适用于所有环境下的动态变化无线信道,而不同工作环境下需要选择不同种类的速率自适应算法.概述了不同种类的速率自适应算法,剖析了每种算法影响其性能提高的因素,并对不同种类的算法进行了对比,最后提出了现有速率自适应算法所存在的问题.此外,用NS-2(Network Simulator version 2)仿真软件验证了RTS/CTS(Request-to-Send/Clear-to-Send)信号的作用,它的启用会降低系统频带利用率,但同时也能有效地消除由多个移动终端共用一个AP(access point)引起的碰撞.     

MIMO OFDM系统中统计信道信息的速率最大化

提出了一种利用多输入多输出正交频分复用(MIMO OFDM)系统的统计信道信息进行自适应资源分配的算法,并进行了仿真.该算法采用Alamouti空时编码、自适应波束成形以及自适应比特和功率分配等技术,其在恒定发射功率的条件下使得目标函数传输速率达到最大并保证系统的误码性能.与利用完整信道信息的算法相比,该算法考虑了信道时延、估计误差等因素,并减小了传输信道信息占用的开销.仿真结果显示,该方法能够大大提高系统的传输速率.     

在MIMO-OFDM系统中的空频最小化发射功率算法

在多输入多输出(MIMO)系统最小化发射功率自适应调制算法的基础上,针对实际的无线宽带信道,提出了适用于MIMO-OFDM空频二维最小化发射功率的自适应调制算法,并将其与均匀分配比特、功率的方案和空间最小化发射功率自适应调制方案进行比较.实验结果表明,所提出的空频二维自适应调制算法可以在保证系统目标传输速率和目标误比特率的前提下,进一步减小系统所需要的平均发射功率.     

移动衰落信道中的自适应OFDM调制

在宽带移动OFDM(正交频分复用)系统中,不同的子信道经受不同的信道衰落,具有不同的传输能力。若采用固定速率调制方案,信道容量和发送功率未能获得充分应用。自适应调制技术能充分利用信道容量和信号功率,满足不同传输速率和服务质量的要求。研究了一种适用于宽带移动OFDM系统的自适应算法。在平均发送功率不变条件下,算法根据子信道的衰落特性,自适应地分配子信道中数据比特,选择不同的信号星座和发送功率,使得系统的功率和频谱效率达到最佳。首先推导了在平均发送功率受限条件下,瑞利衰落信道中最大频谱效率;其次,分析了在给定误比特率(BER)条件下,采用连续功率、连续星座MQAM(多进制正交幅度调制信号)调制的最大功率频谱效率,在此基础上提出适用于实际系统的离散功率、离散星座MQAM调制算法;最后进一步优化系统的功率密度谱。计算机模拟表明:该算法能明显地提高移动OFDM系统的频谱效率。     

MIMO-OFDM系统中自适应比特和功率分配

高速多媒体业务的发展要求无线通信能够提供更高的数据速率和服务质量.为了提高系统容量和性能,MIMO技术、OFDM技术以及自适应传输技术得到了广泛的研究.在完全已知信道状态信息假设前提下,提出了一种针对单用户MIMO-OFDM系统的自适应传输方案.该方案基于子载波上预编码优化设计,在多入多出信道的特征子信道中进行功率注水和动态比特分配,能在满足平均功率约束和给定误比特率条件下最大化系统传输速率.仿真结果表明,所提算法与贪婪算法相比,具有较快的收敛速度,同时其性能在不同的误比特率要求和时延扩展条件下, 都优于传统的波束成形和正交空时编码方案.     

一种多输入多输出系统下基于最小发射功率的自适应算法

针对多输入多输出(MIMO)系统提出了一种新的自适应调制算法.传统的自适应调制方法以容量最大化为目标,在发射功率一定的条件下,为空间子信道分配比特和功率.实际的通信系统一般要求传输速率和误码率一定,提出的算法就以最小化发射功率为目标,在发射端自适应根据MIMO系统各个空间子信道的增益来分配传输比特、发射功率,最终获得好的频谱效率,并在满足通信系统要求的前提下,降低发射功率.仿真结果表明,提出的方法可以用低的发射功率达到用户传输速率和误码率要求.     

自适应Wiener反卷积滤波的OFDM接收算法

为改进正交频分复用(OFDM)系统在多径衰落信道下的解调性能,提出了基于自适应Wiener反卷积滤波反馈环路的接收算法,对多径衰落信道进行白化处理,使处理后的信道噪声接近于加性高斯噪声(AWGN)。该文推导了OFDM系统中反卷积滤波器抽头系数的估计算法及其在非时变和时变信道中的自适应迭代算法,并且讨论了系统中定时估计、载波频率估计和信道估计算法(它们都是在AWGN信道环境下的算法)的使用方法。仿真表明:该算法可以有效地降低多径衰落的影响,得到优良的解调性能。     

无线网络中基于信道速率和传输功率的MAC性能优化

目前多种无线传输标准均支持多速率的数据传送,通过对信道状况的估算设置合适的数据传输速率,有利于网络性能的优化。同时,调整无线网络中节点的发射功率可以间接改变物理载波侦听范围,从而提高网络的空间复用。本文提出了一种基于信道速率和传输功率自适应调整的PRA算法（Power and Rate Adaptation）,该算法的基本思想是发送节点根据通信距离保守计算起始速率,并根据成功和失败的状况调整传输速率和发送功率,从而有效改善介质访问控制协议的性能。仿真结果表明,该机制可以使节点在通信过程中自动调整到较高的信道速率和合适的发送功率范围,提高了网络吞吐量,降低了功耗,同时改善了公平性。     

一种LTE中MBMS系统的自适应调度算法

多媒体广播多播服务(Multimedia Broadcast/Multicast Service,MBMS)为多媒体广播提供了有效的解决方案,但点对多点(Point-To-Multipoint,PtM)模式下的MBMS系统性能很大程度上受最差信道状况用户的制约.对此,文中提出一种适用于PtM模式下MBMS系统的自适应调度算法,该算法将链路自适应和用户反馈的平均丢包率结合,在选择MBMS组的发送数据速率时,综合考虑信道状况和组内用户的满意度,实现了多播增益和多用户分集的平衡.经过多种场景仿真,结果显示该算法在用户满意度达到要求的基础上提高了系统吞吐量.     

MIMO-WLAN的帧聚合优化方案

针对下一代无线局域网的需求,提出了一种多输入多输出(MIMO)系统跨层帧聚合性能优化算法.首先计算了不同空间流、调制编码方式下的信道误码率;然后结合信道竞争接入的马尔科夫链模型分析了饱和业务下的帧聚合吞吐率,提出了在当前信道和冲突条件下动态选择聚合长度等参数的性能优化算法;最后给出了基于链路质量判据的简化算法的实现.分...     

电力线通信系统中基于动态规划的自适应资源分配

分析了电力线通信OFDM系统在多种约束下,多用户多业务在多子载波上自适应的比特和功率分配模型,提出了一种新的基于动态规划的速率和功率自适应相结合的动态资源分配算法,其先给实时用户分配资源以满足固定速率下总功率最小,再利用剩余功率和未用子载波给非实时用户分配资源以满足最小速率下总速率最大.在典型电力线信道环境下的仿真结果表明,该算法的性能优于已有的多用户资源分配优化算法,且其能更好的满足电力线通信系统中多用户资源分配的多目标要求.     

一种典型的数字移动通信信道模型在语音编码中的应用

以Gilbert-Elliot数字信道模型(GE模型)作为数字移动通信信道模型,分析了该模型的突发误差(Burst Error)统计特性.用PCM及ADPCM编码方法,研究了在信道各种不同平均比特误差率p条件下的语音信号输出性能,以及使用不同交错(Intereaving)因子s条件下信道输出特性.同时还研究了产生统计独立误差的Bernoulli(BR模型)信道在上述语音编码条件下的输出特性.得出在较低信道平均比特误差率的条件下,两种信道模型有接近相同的输出信噪比。     

多用户多输入多输出系统预编码技术的研究

主要研究了非理想信道状态信息(Channel State Information,CSI)条件下,多用户多输入多输出(MIMO)系统的Tomlinson-Harashima Precoding(THP)算法.首先分析了信道估计误差对系统误码率(BER)性能的影响,仿真结果表明:信道估计误差对系统BER性能影响较大.在此基础上,应用best-first算法对系统性能进行改进,提高了系统的BER性能.     

MIMO系统中基于条件数阈值的格基约减信号检测算法

在多输入多输出系统中,最大似然(maximum likelihood,ML)检测算法性能最优但复杂度很高,最小均方误差(minimum mean-square error,MMSE)检测算法复杂度低但其性能较差.较高的信道矩阵条件数会给信号检测算法的误码率性能带来不利影响.针对这些问题,提出一种基于信道矩阵条件数阈值的信号检测算法来提升高条件数下传统检测算法的性能.该算法通过比较信道矩阵的条件数与预先设定的条件数阈值,选取相应的检测算法:当条件数低于阈值时,采用复杂度较低的LLL(lenstra-lenstra-lovasz)约减的MMSE(LLL-MMSE)算法来减少计算量;当条件数高于阈值时,采用基于排序分组的ML与LLL-MMSE联合的检测算法,通过增加一定的计算量来保证检测性能.对不同阂值下的误码率性能进行了仿真,结果表明算法的性能明显优于传统的LLL-MMSE检测算法,并且通过预先设定条件数阈值可以使得算法在性能和复杂度之间获得较好的平衡,最终达到优化检测算法性能的目的.     

基于正弦模型的多描述分层语音编码器

提出一种多描述分层语音编码器. 该编码器基于正弦和等效矩形带宽(ERB)模型,将正弦和噪声模型参数根据能量大小进行适当分配以得到不同的描述和感知层,两个描述中任一描述内包含一个基本层和两个增强层. 该编码器结合了多描述编码(MDC)和分层编码的优点,能够提供稳定的传输质量和速率的自适应. 在有记忆和无记忆信道下对编码器性能的仿真和实验结果表明,在存在分组丢失的情况下,该编码器的性能优于相同速率下的其他编码器.     

用于语音识别的基于频谱调整的信道自适应方法

语音识别系统在实际应用时,其性能会因各种因素而下降,其中重要的一个因素是信道的不匹配。该文提出了一种新的信道自适应方法——频谱调整法。该方法在频域上定义一个分段线性信道归一化函数,根据最大似然准则利用梯度投影法求其最优参数后,对语音的幅度频谱进行归一化。实验表明,该方法可以利用很少的自适应数据使识别的字错误率下降10%左右。     

超宽带通信压缩感知信道估计与信号检测方法

针对超宽带信号在采样速率过高时难以采样的问题,利用信号稀疏性提出一种基于压缩感知的信道估计和信号检测算法(CS算法).将信号重复送入随机滤波器后发送,对接收信号进行欠采样,利用调制信号、滤波器、信道的圆周卷积关系建立压缩感知的数学模型,从而可采用基追踪算法实现信道估计和信号检测.仿真结果表明,CS算法所需的采样数据量仅为最小二乘算法的1/3或更少,而在中等信噪比(15~25 dB)的情况下,估计性能可以提高约4.5 dB,且可以准确检测出原始信号.     

混合调制方案在WDM-PON系统中的应用

利用Optisystem和Matlab软件通过对比混合调制和传统调制方案下WDM-PON光传输系统中不同调至格式(NRZ、RZ、DRZ)、不同速率(速率2.5Gb/s、10Gb/s)和不同信道间隔(信道间隔25GHz、50GHz)条件下的传输效率,以接收端系统眼图、BER等指标来衡量系统的传输性能,进而验证所提出的混合调制方案的优越性和可行性.     

链路自适应技术在IEEE 802.16系统中的应用

针对IEEE 802.16系统提出了一种链路自适应方案,该方案属于自适应调制与编码方案。对于信道条件好的用户,采用高效前向纠错编码FEC(forw ard error code)方案和高阶调制方式,以提高传输效率;对于信道衰落或干扰严重的用户,分配抗噪声性能好的FEC和低阶调制方式,以保证数据的可靠传输。仿真结果表明:无论在高信噪比还是在低信噪比条件下,自适应算法均比单一的编码调制方案吞吐量有明显的提升。在高信噪比条件下,采用自适应方案后系统吞吐量比固定16 QAM调制与RS和卷积码编码的方案提高了一倍多,且误块率低于1-0 2。因此,该自适应方案在保证一定的通信可靠性的前提下,能够更有效地利用频谱资源和提高系统吞吐量。