基站覆盖下D2D两跳传输的功率控制

设备到设备(D2D,device to device)技术是当今无线通信研究的关键技术之一.在单小区场景下引入了多跳D2D通信系统功率控制算法.在该场景下,多条D2D链路间通过复用频带来通信,同一D2D链路的用户采用两时隙的两跳解码转发中继(DF,Decode and forward)方式传输信息.不同链路两时隙之间非完全同步下,使用了同一频带的中继会相互干扰.作者提出的功率控制算法先引入松弛因子得到功率闭式解,通过迭代优化该问题中用户的发射功率,来减少中继间的同频干扰.最后,通过数值仿真证明,在D2D系统中加入该功率控制算法后,可一定程度上提升用户传输速率.正随着无线通信技术的发展,作为下一代无线通信系统中的重要组成Device to Device(D2D)通信系统,在LTE-A[1]通信系统中引起了人们的广泛关注,D2D技术对基站负担增加不大的情况下,能够有效地提高通信速率.并且D2D通信系统的频谱分配较为灵活,既可使用小区的频段,又可以使用公共频段,如Wi MAX[2]频段,进一步提高了系统的频谱利用率.在文献[3-7]中,Klaus Doppler、Kaufman等人从不同角度提出了D2D建模方法和解决方案.文献     

基于FCC辐射遮蔽限制的超宽带脉冲设计算法

研究了基于美国联邦通信委员会(FCC)辐射遮蔽限制的超宽带无线通信系统脉冲设计方法.以具有不同脉冲形状因子的Rayleigh脉冲为基函数,提出对Rayleigh脉冲的各阶导数进行加权迭代组合的超宽带(UWB)脉冲设计方法.对采用迭代组合脉冲和传统高斯二阶微分脉冲的2PPM-TH(跳时脉冲位置调制)通信系统在高斯信道下的单链路误比特率(BER)、多址、多径等方面性能进行了仿真比较,验证了所提出的迭代组合脉冲在功率谱密度方面能更好地满足FCC辐射遮蔽的要求,在单链路及多址性能方面优于传统的高斯二阶微分脉冲.     

全双工蜂窝网络中用户协作D2D通信的性能分析与优化

提出一种蜂窝网络中全双工蜂窝用户协作D2D(device to device)通信机制,全双工蜂窝用户采用功率域叠加支持上行传输和D2D通信并发,为无直传链路的D2D用户对协作中继;分析了系统的可达速率域,提出了一种基于最大-最小可达速率的功率分配算法。仿真分析表明,随着自干扰消除性能的提升,系统的可达速率域扩大,全双工协作D2D通信的可达速率域显著大于半双工协作D2D通信,且蜂窝上行链路和协作D2D链路间存在可达速率折中;功率分配算法能根据信道状态动态调整蜂窝用户的发射 率和功率分配因子,功率效率高,且随着最大发射功率的增加,蜂窝上行链路和协作D2D链路的可达速率趋同,能满足最大-最小准则,兼顾蜂窝上行链路和协作D2D链路间的公平性。     

D2D通信系统中的最优中继选择及功率分配策略研究

在D2D(device-to-device)通信系统与蜂窝网络共存的场景下,引入中继节点可以有效提高D2D链路的吞吐量同时减小D2D链路对蜂窝网络的干扰?阐述了一种新颖的半双工放大转发双向中继协助D2D通信方案,提出了对应的最优中继选择及功率分配算法?该算法能够在满足蜂窝系统所受干扰小于一定门限值的约束下最大化D2D链路的吞吐量?该算法优化了D2D链路上各发送节点的发送功率;选出了可以使D2D链路吞吐量最大化的中继节点作为最优中继节点?其中,在计算最优功率分配的时候,利用拉格朗日对偶理论以及最速下降法对原功率分配优化问题的对偶问题进行了分层迭代求解?仿真结果表明,提出的策略与已有的方案相比可以显著提高D2D链路的吞吐量?     

高空平台旋转对HAPS通信无线链路性能影响及抑制方法

近年来由高空平台构成的信息系统在通信领域的应用得到了广泛认同.高空平台站(High Altitude Platform Stations,HAPS)通信系统兼具卫星和陆地通信系统的优势,同时又有效避免了两者的缺点.高空平台不可能静止驻留在空中,平台的运动状态会对HAPS通信无线链路性能产生关键影响.目前的研究都集中考虑平台简单运动(水平或垂直移动)或假设平台稳定,这些研究存在很大的局限性.通过建立平台旋转状态特征参数体系,采取阵列天线设计、波束形成技术、小区覆盖与划分技术与平台状态相结合的方法,构建适合平台旋转状态下的无线链路模型,抑制平台旋转给HAPS通信链路性能带来的影响,解决高空平台旋转情况下HAPS通信无线链路存在误码、信号中断或传输信号盲区的问题,以保证无线链路性能,实现信号的可靠传输.     

UWB室内传播模型的研究

首先分析超宽带通信的无线传播环境,介绍了目前国内外的研究现状,针对各种室内模型的优缺点,提出采用室内传播统计模型,对室内UWB(超宽带)通信的无线链路进行预测,能够比较精确地反映室内特点,并利用该模型对室内UWB无线信道的容量进行了计算,仿真结果表明室内环境下,在短距离内(<10 m)实现低功率,高速率(超过100 Mbps)是可行的。     

基于功率最优化分配的选择性协作通信模式

对于资源受限的无线网络,协作通信技术被认为是一种能够有效提高传输功率效率的空间分集技术.为了解决协作通信会引入由于中继节点运行和中继处理带来的额外功率这一难题,提出了一种功率效率最优的选择性协作通信模式,既能满足通信链路的设计要求,又只在必要的时候引入协作机制.在误符号率受限和节点最大功率受限的条件下,给出了源节点和中继节点最优的功率分配,然后选择功率效率最大的传输模式.计算机仿真说明,提出的选择性协作通信模式比传统的协作通信模式具有更高的功率效率.     

WCDMA直放站上行链路自动增益控制电路

为了使弱信号区或盲区的不同移动台能顺利进行通信,提出了适用于WCDMA直放站上行链路的负反馈双环自动增益控制(AGC)电路,并采用两级射频AGC电路分别控制上行链路输入端和输出端的增益,达到自动控制输出功率的目的.利用电路设计软件ADS分析构建系统的性能,仿真结果显示:有AGC的直放站上行链路系统频率和信道选择性好、输出功率稳定可调、AGC增益范围大和输出功率范围宽.该系统能够较好解决移动台盲区通信的问题.     

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。     

两种310 GHz无线通信系统设计与比较

太赫兹波具有带宽超宽、波束窄、方向性好和传输容量大等特点,因而成为未来高速无线通信研究的热点.本文设计了两种310 GHz无线通信系统:一种是基于AMC 557高功率倍频链发射机和超外差接收机的通信链路;另一种是基于VDI谐波混频超外差收发的通信链路.系统传输性能的仿真结果表明:随着通信频率的升高,解调信号的失真逐渐增加.通过比较两种链路预算方案,发现基于AMC 557高功率发射链在传输距离上更有优势,发射功率为40 mW时,可以实现10 m距离、10 Gbps速率的无线数据传输,适用于Gbps量级的室内短距离大功率高速无线传输;基于谐波混频超外差收发的通信链路在通信速率上优势明显,通信速率可达20 Gbps,但受发射端输出功率-15 dBm限制,传输距离大幅缩短为0. 2 m,在链路中增加太赫兹透镜提高增益可以使通信距离延伸至2 m.而且这种发射机内部结构简单便于集成,有利于实际系统的搭建,更适用于10 Gbps级别以上的超高速短距离无线通信.     

移动场景中基于DQN的毫米波MISO系统下行链路波束成形

针对移动场景中毫米波MISO系统的可靠性通信问题,提出一种基于深度Q网络(deep Q network,DQN)的下行链路波束成形优化方案.考虑用户快速移动导致的多普勒频移来构建移动场景中的毫米波信道模型,结合功率控制和干扰约束,将MISO系统下行链路的波束成形联合设计方案(joint beamforming-powe...     

认知D2D网络中基于博弈论的高能效干扰约束资源分配算法

针对认知网络中多个D2D(device-to-device)用户以Underlay模式复用蜂窝用户的频谱资源时的同频干扰和能耗增加问题,提出了认知网络中基于博弈论的最大化用户能效(energy-efficiency,EE)的D2D通信资源分配算法。不同于以前工作,在满足特定干扰门限的条件下,侧重对能效进行优化,且不牺牲系统容量。建立Underlay模式下认知D2D通信博弈模型,将D2D用户(device-to-device,DUE)作为跟随者复用蜂窝用户(cellular user,CUE)上行链路的频谱资源,由于每个用户都具有自私特性想要最大化自身的能效,所以该资源分配问题可以模拟为非协作博弈问题。在干扰门限的约束条件下构造了相应的效用函数,利用拉格朗日对偶方法求解此优化问题,得到用户的最优发送功率,保证了用户的功率和链路速率的均衡,并分析了算法复杂性。仿真结果表明,该方案能够提高用户能效和链路平均能效,改善系统总功耗及系统的容量等性能。     

D2D通信中基于Q学习的联合资源分配与功率控制算法

D2D(Device to Device)通信可实现距离相近的用户设备直接通信,有效地提升系统的吞吐量,获得高频谱效率和能量效率,但D2D通信共享蜂窝网络频谱资源时,会造成蜂窝网络与D2D链路严重的层间干扰.为减少层间干扰带来的影响,提出一种基于Q学习的联合资源分配与功率控制算法.从Q学习的角度来构建数学模型,将蜂窝网络中的多个D2D用户对视为多智能体学习者,利用历史状态(历史吞吐量和功率值),不需要精确的信道状态信息(Channel State Information,CSI)和互干扰等先验知识,通过Q学习算法,学习得到分布式的信道选择和功率控制的联合最优策略.可以动态调整D2D用户功率,在保证蜂窝用户服务质量的前提下,通过D2D功率控制获得最大化系统吞吐量.仿真结果表明,基于Q学习的联合资源分配与功率控制的算法有效提高了系统的吞吐量.     

密集布放环境下RFID标签受限链路

由于在密集布放时, 超高频(ultra high frequency, UHF)射频识别(radio frequency identification, RFID)标签不仅存在算法上的碰撞问题, 而且标签之间存在电磁耦合, 会造成系统性能下降. 首先从理论上分别推导出前、后向链路的标签最小读取功率与天线增益的关系, 然后通过仿真得出小间距下的标签天线增益. 对比实验中测得的小间距下标签最小读取功率的变化, 得出如下结论: 多标签在密集布放环境下的瓶颈链路为前向链路; 标签天线增益和功率传输系数是影响群读性能的关键因素. 分析和测试结果可以为设计群读性能优异的标签提供参考.     

基于CDMA技术的Ad Hoc网络联合功率控制算法

提出了一种用于Ad Hoc CDMA网络的联合功率控制算法．对于一个接收终端,分配在同一时隙的各个发射终端的功率调整是基于通信链路的当前状态信息,其中包括各发射终端下一步使用的调整后的新发射功率值．即发射终端调整后的新发射功率值是基于共同的通信资源计算得出的．使得各移动终端能够共享通信网络链路资源．仿真结果表明,这一新的功率控制算法能有效地减小接收端信噪比动态范围,降低干扰信号强度,提高能量效率和系统性能．     

基于干扰效率的星地认知网络功率分配算法

针对Underlay模式基于能量效率的功率控制算法未能准确反映次用户与主用户之间干扰性能导致系统容量下降的问题,综合考虑次用户能量有限及卫星链路和地面链路的差异性,定义干扰效率为认知卫星用户总的传输速率与地面基站接收到的干扰的比值,建立了基于干扰效率的星地认知网络上行链路功率分配模型,在此基础上提出一种基于干扰效率的功率分配算法.通过引入干扰门限约束及信干噪比约束条件,利用非线性分式规划理论和拉格朗日对偶法求解出最优功率.仿真结果表明:该算法能在较好满足次用户通信质量的前提下,有效减少对主用户的干扰,提升系统的干扰效率.     

基于干扰抑制区的D2D通信模式选择方案

设备到设备(Device to Device,D2D)直通技术通过复用蜂窝系统的频谱资源来提升频谱利用率,已经成为5G候选技术之一.然而,资源复用带来了干扰管理和通信模式选择等难题.为此,文中结合干扰管理研究D2D通信模式选择问题,与现有研究仅考虑D2D链路对蜂窝链路的干扰管理不同,文中同时考虑蜂窝用户和D2D链路的干...     

塑料光纤的优点及应用

1什么是塑料光纤 塑料光纤(POF)是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)制成的.它的特点是制造成本低廉,相对来说芯径较大,与光源的耦合效率高,耦合进光纤的光功率大,使用方便.很早以前人们就考虑过用塑料来制造光纤,但是由于塑料光纤的衰减太大、带宽太窄而没有考虑用于通信.近年来,通过日本、美国和欧洲一些国家的研究开发,降低了塑料光纤的衰减、增大了带宽,使它用于短距离低速率通信如短距离的接入网、计算机网链路、船舶内通信成为可能.     

异构蜂窝网络中基于SWIPT的D2D资源分配算法研究

为了解决异构蜂窝网络中D2D(Device-to-Device)通信干扰导致系统能量效率下降的问题,提出一种基于SWIPT的D2D通信资源分配策略,以实现D2D链路的能量效率最大化。该策略对系统中多种干扰进行建模,构建干扰图和伙伴候选集合;将优化问题转化为功率控制和信道分配两个子问题,运用KKT条件和拉格朗日乘子法,求解D2D链路复用候选集中子信道的最优发射功率和功率分割比。仿真结果表明,所提出的分配策略能明显提升系统的能量效率,在保证服务质量的前提下能有效提高D2D用户接入率。     

802.16e系统周期测距的软件设计和实现

测距作为WiMAX上行链路调整时间偏置、功率信息和载波频率的一种方法,在系统接入和通信过程中起着重要作用.深入研究了基于ARM处理器的802.16e系统正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)物理层的周期测距的软件设计与实现,给出了802.1...