高频段分布式无线通信系统中的扇区选择及下行功率控制研究

针对高频段(6 GHz—15 GHz)移动通信信道环境中视距为主、阴影衰落严重的传播特点,研究提出了在高频段分布式无线通信系统中的扇区选择和功率控制方法。针对高频段典型热点场景——天井覆盖模型,设计了基于光载无线通信(RoF)的分布式天线覆盖方案。并针对系统中存在的RoF的非线性影响以及天线间的自干扰问题,设计一种有效且低复杂度的下行功率控制方法。仿真实验表明,该算法可以将分布于不同地理位置的发送天线的接收信噪比调平衡,从而降低了干扰影响,并且算法具有较好的收敛性。     

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。     

不完全信道状态信息条件下Turbo-BLAST系统中注水天线选择和功率分配算法

该文针对信道估计有误差情况,在不完全信道状态信息条件下提出了一种适用于Tur-bo-BLAST系统的天线选择和功率分配算法,发送端在总功率约束条件下,依据信道状态信息进行发送天线选择,并对选择的天线进行注水功率分配,以获得最大化信道容量.在接收端,采用Turbo原理对接收信号进行迭代检测,以改善系统的误比特率性能.仿真结果表明,采用所提算法不仅可以显著提高系统的信道容量,误比特率性能也有所改善.     

基于改进遗传算法的多业务组播系统跨层功率分配方案

结合数据链路层的队列状态信息(QSI)和物理层的信道状态信息(CSI),定义了系统的吞吐量系数和公平性系数,建立组播系统功率分配的离散速率集模型.对遗传算法的初始群体产生、选择、交叉和变异等算子进行改进,形成改进遗传算法;利用改进遗传算法进行动态功率分配和跨层优化.数值仿真结果表明:改进遗传算法能够取得几乎最优的队列时延性能;选取不同的权重对系统吞吐量性能和公平性性能产生重要影响;改进遗传算法获得的系统吞吐量系数和公平性系数在不同场景下较之功率固定分配算法至少提高0.15.     

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。     

下行链路NOMA中继网络功率分配策略及性能分析

非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access, NOMA)技术可以在有限的信道资源内,容纳更多的用户,有效提升频谱效率.针对下行链路NOMA中继网络,推导得到系统中断概率以及遍历容量的闭合表达式.为了最小化系统中断概率,研究了功率分配问题,并分析功率分配因子以及用户的目标数据速率等网络参数对系统性能的影响.最后,蒙特卡洛仿真验证了理论结果的正确性.     

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.     

MIMO干扰信道下基于功率分配的干扰抑制算法

为了抑制MIMO干扰信道下的多小区干扰,采用子空间干扰抑制算法和功率分配相结合的干扰抑制方案,该方案充分利用系统总功率,将多小区干扰尽可能地重叠,以提高系统的性能.理论分析及仿真结果表明,与传统干扰抑制方案相比,该方案仅牺牲极微小的系统容量,却明显地降低了系统的干扰功率.     

双向中继系统的中断概率及功率分配策略

研究了Nakagami-m衰落信道下双向中继系统的中断性能,首先推导了中断概率的下界,并将通过Monte Carlo仿真得到的中断概率与此理论中断概率的下界进行了对比,结果表明仿真值非常接近于理论值;其次,考虑在系统总功率受限的情况下,以最小化系统的中断概率为优化准则,提出一种基于信噪比平衡的功率分配方法,此方法使得2目的节点能根据已知瞬时信道状态的变化自适应地调整发射功率,仿真结果表明基于该方案的中断性能明显优于基于等功率分配方案的中断性能.     

分布式无线通信系统中的线性疏散码

研究了分布式无线通信系统(DWCS)中线性疏散码(LDC)的码字生成算法.由于传统LDC码字生成条件被破坏,故不适用于DWCS.为此提出了一种分布式协同的LDC码字基矩阵生成算法.该算法适合于地理上离散分布的多天线系统的联合协同通信,可以有效地利用移动台和基站间不同的大尺度衰落特性,并且该算法以最小化LDC线性变换矩阵的列相关性为准则,降低了码字基矩阵的生成复杂度.在单小区中的仿真结果表明,分布式LDC编码可以取得比传统LDC编码更好的性能.     

一种WSN中能量有效的分布式检测和功率分配算法

针对并行估计结构的无线传感器网络,讨论了无线传感器网络中的分布式估计问题,提出了一种能量有效的分布式估计算法,并对相应的功率分配问题进行了阐述。系统对于同一观测目标采用多发送单接收模式,由汇聚中心依据观测区域内的所有传感器节点发送的信息对观测对象做出估计,该算法基于LMMSE准则,考虑总能量受限和各支路信道状态信息两方面的因素,在满足一定系统性能要求的前提下,选定部分节点作为活动节点传输数据,并参与相应的功率分配,关闭未被选中的节点电源,从而实现有效的节能,进而延长无线传感器网络的生命周期。实验结果表明,该分布式估计的功率分配算法下的系统性能以及估计值的均方误差性能明显优于基于平均功率分配算法。     

Optimal power allocation for amplify-and-forward in single relay non-cooperative systems

<正> For a single-relay amplify-and-forward (AF) non-cooperative system,an optimal power proportionbetween source and relay is considered.Aiming to minimize end-to-end bit error rate (BER) and maximizeattainable rate,both large-scale path loss and small-scale Rayleigh fading are taken into account.Aclosed form expression to allocate power in optimal proportion at source is obtained.Simulation resultsshow that the proposed scheme to distribute power can minimize BER under any channel conditions.     

Multiuser MIMO Downlink Transmission Schemes over Time-Varying Channels

The performance of multiuser multiple-input-multiple-output （MIMO） downlink systems with block diagonalization （BD） depends on the accuracy of the channel state information （CSI） available at the trans- mitter and the receiver. In time-varying channels, the CSI available at the transmitter （CSIT） is always out-dated due to an inherent time delay between the uplink channel estimation and the downlink data transmission in time division duplexing （TDD） systems. This leads to a drastic degradation of system capacity. This paper first analyzes the effect of the outdated CSIT on multiuser MIMO downlink systems using the BD method and then proposes two linear processing methods, BD precoding with user selection and scheduling at the transmitter and total minimum mean squared error （MMSE） decoding at the receiver （TBDUSS-RTMMSE） and BD preceding at the transmitter with partial MMSE decoding at the receiver （TBD-RPMMSE）, to mitigate the interference among data streams and users. Analysis and simulation results show that these methods can effectively reduce the impairment of the outdated CSIT to increase the system sum capacity in a suitable time delay region of the CSIT.     

带有下行SWIPT的强干扰WPCN中用户最小速率最大化研究

现有的无线供电通信网络(Wireless powered communication networks,WPCN)只考虑在下行链路中进行能量传输,没有考虑信息传输的需求。实际上,在很多应用场景中需要考虑利用下行链路传输信息。如何制定发送策略来权衡各用户上行传输速率的公平性与最大化是WPCN中的研究热点。本文提出一种新的在强干扰蜂窝小区中进行能量与信息传输的设计方案,将下行无线信息与能量的同时传输(Simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)与无线供电通信网络相结合,实现基站与用户之间的下行能量传输与上下行双向信息传输。该方案通过上行功率分配、下行时间分配与波束成形以实现上下行最小传输速率的最大化,从而实现各用户上下行信息传输的性能与公平性的平衡。仿真结果表明,与传统的传输方式相比,本方案显著提高用户的最小传输速率。     

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?     

非完全信道下认知中继网络中断概率及功率分配

基于最大信道增益的中继选择方法,分析了在不完全信道状态信息（CSI,channel stateinformation）和受主用户干扰情况下认知中继网络的中断概率;进一步提出了在主用户干扰约束和保证认知用户服务质量（QoS,quality of service）条件下最大化认知中继网络频谱效率的数学优化模型,利用拉格朗日对偶松弛法获得了该优化问题的解,在保证主用户传输性能不受影响的前提下,提高了认知中继网络的频谱效率。仿真结果表明该文提出的功率分配方案与等功率分配方案相比提高了性能增益。同时表明在非完全信道条件下获得的频谱效率与完全信道条件下的频谱效率近似,但减少了系统信息的反馈量和实现的复杂度     

一种TD-SCDMA集群中的动态信道分配算法

在研究了蜂窝系统中的动态信道分配算法和TD-SCDMA集群通信特点的基础上,提出了一种适用于TD-SCDMA集群系统的动态信道分配算法—排队式可移动边界动态信道分配算法(queue movable boundary dynamic channel allocation,QMB_DCA).该算法基本原理是牺牲部分低优先级业务的接入速度来提高系统整体性能.通过仿真验证分析,该算法相对于可移动边界算法(movable boundary dynamic channel allocation,MB_DCA),在实现了系统较高的资源利用率的同时,减小了低优先级业务的阻塞率和掉话率.     

面向绿色无线通信的网络构架

绿色无线通信是全球经济低碳化的一个重要组成部分,日益受到关注。针对绿色无线通信发展需求,侧重功率效率,从系统体系构架角度,提出了业务驱动的新型网络结构。通过采用基于信令控制的逻辑重构式通信,利用基站与终端之间的信令链路,将当前业务的请求、延迟容忍特性以及终端位置等信息传递给基站以实现无线网络的逻辑重构。分析和仿真结果表明:该新型网络基站能耗与传统基于基站中转的蜂窝网络相比,可降低约40%。