CoMP系统的SFN预编码改进算法

为提高LTE-Advanced系统小区边缘用户的吞吐量和用户体验,在现有协作多点传输(Coordinated Multi-Point,CoMP)方案基础上提出了两种CoMP系统的单频网(Sin-gle Frequency Network,SFN)预编码改进算法,以改善传统SFN预编码中信道合并的不确定性问题.第一种改进算法在发射端的部分传输节点处引入一个便于信道合并的相位参数,并按照合并后信道增益最大的准则确定相位参数的取值;第二种改进算法令部分传输节点的发射数据映射到天线时进行交换操作,同样按照信道增益最大准则确定交换方式.仿真结果表明,两种改进算法能有效提高小区边缘用户的谱效率,且能适用于相干/非相干信道及低/高秩信道的情况.     

基于协作多点传输系统的自适应有限反馈

为了提高协作多点传输系统上行链路的反馈资源利用率,研究了多小区重叠覆盖下的相位反馈问题,并推导出用户自适应反馈比特分配的最优解.用户可根据自身传输信道与干扰信道的信道质量,以及来自不同基站信号之间的相位差信息,自适应地确定相应比特数.通过在预编码中根据反馈的相位差信息进行相位补偿,使得用户端接收信号能够相干叠加.研究表明,该方案在不增加系统反馈开销的条件下,能够较为明显地提高系统吞吐量.
     

正交投影的下行多用户MIMO协作传输方法

协作多点(coordinated multi-point, CoMP)中的联合传输(joint transmission, JT)是一种有效提升边缘用户服务质量的技术,JT通过多个协作发射节点的联合预编码减小小区边缘干扰,进而提高小区边缘的频谱效率。在结合正交投影(orthogonal projection, OP)与排序QR分解(sorted QR decomposition, SQRD)的基础上,提出了2种协作传输方法：OP-ZF-SQRD（OP-zero forcing-SQRD）及OP-MMSE-SQRD(OP-minimum mean square error-SQRD)。这2种方法均采用OP消除多用户干扰,将多用户系统分解成多个并行无干扰的单用户系统,对每个单用户系统采用ZF-SQRD或MMSE-SQRD分别进行处理。数值仿真结果表明,这2种方法相比迫零(joint transmitter zero forcing, JT-ZF)及块对角化(block diagonalization, BD)方法,在性能上具有明显的优势;新提出的协作传输方法不但可有效地消除多用户干扰,而且能有效地降低用户数据流之间的干扰,从而有效地改善了小区边缘的用户服务质量和频谱效率。     

基于用户满意度的CoMP-JT多小区资源分配算法

在协作多点传输（coordinated multiple points transmission,CoMP）的联合传输（joint transmission,JT）系统中,为了提高用户的服务质量,提出了一种基于用户满意度的多小区资源分配算法。该算法基于用户累积时延构建了一个用户满意度函数,将客观时延和吞吐量转化为主观满意度,再通过最大化所有用户的满意度,推导出了一个有效的单小区资源初始分配算法,最后在多小区资源分配过程中通过集中控制单元对所有小区资源进行最终分配。理论分析与仿真结果表明,与传统算法相比,该算法能够在公平性,时延和吞吐量方面能够更好地适应用户的需求。     

协作多点传输技术对LTE随机接入过程的影响

协作多点传输技术通过对多个小区进行联合调度和协作传输,降低小区间干扰,提高小区边缘用户的性能和扇区吞吐量。随机接入过程是移动通信系统中UE与网络建立连接、进行通信的首要过程,必将受到这种新的传输模式的影响。对其接入场景与接入流程、资源请求过程的资源分配问题、部分切换过程及新的接入方式进行探讨,提出这些过程在CoMP环境下的演进方向。     

一种用于MIMO组簇系统的自适应预编码技术

摘要： 针对多小区内多输入多输出（MIMO）的组簇系统,提出了一种有效提升系统性能的预编码技术.该技术根据相邻时隙内用户信道状态信息变化程度,决定每个用户在两种预编码下的码字.中心处理节点为每个小区自适应分配预编码后,使用1 bit指示符号通知各小区基站所选定的预编码.仿真结果表明,本文中提出的自适应预编码技术与传统技术相比,可以较大地提升系统吞吐量,同时有效地降低了系统后台的反馈开销.
关键词：中图分类号：文献标志码： A
An Adaptive Precoding Technology for MIMO Cluster System
LI Xiu na,LUO Han wen,DING Ming,LIU Wei,MA Ji peng
Abstract： An efficient precoding technology was proposed for multi cell multiple input multiple output (MIMO) system consisting of several clusters. According to the variation of channel state information (CSI) in two contiguous slots, the central processor determines users’ precoding codeword between two precoding schemes and uses extra 1 bit overhead to indicate the selection scheme. The simulation results show that the proposed scheme can achieve better throughput performance and cut down the sum backhaul overhead than the traditional schemes.
Key words： multi cell; intra cluster interference; adaptive precoding; signal to noise ratio     

基于协作多点的干扰协调技术

协作多点干扰协调技术是第四代移动通信中的关键技术,文中对此进行了全面回顾.内容主要分为3个方面:基站联合传输/顸编码、基站协作调度和基站联合检测/解码.基站协作传输主要表现在基站协作设计合适的预编码向量/矩阵,降低/避免用户间的干扰;基站协作调度表现在通过按照某种准则选择用户子集与基站通信,在系统吞吐量和通信公平性之间做出折中;基站联合检测/解码是通过基站间的协作对多个用户的信号进行译码.     

CoMP系统中的天线选择和功率分配联合算法

在协作多点传输(coordinated multiple points transmission,CoMP)系统中,为了提高小区边缘用户传输速率和系统总吞吐量,提出了一种联合天线选择和功率分配的优化算法.在基于信道容量增量的天线选择策略(antenraselection lased on capacity increment,CIAS)中,推导了当用户端采用最大比合并时用户信道容量的表达式,并根据所设定的信道容量增量选择出所有满足条件的天线;在最优功率分配算法(optimal power allocation,OPA)中,推导了协作多点多用户系统中用户传输速率的表达式,在总功率受限的情况下通过采用优化的迭代功率分配算法,得到了最优的功率分配.理论分析和仿真结果表明,与等功率分配策略(equal power allocation,EPA)和功率与信道增益成正比的功率分配策略(proportion to channel gain,PCG)相比,联合了天线选择和功率分配的算法不仅能最大提升对边缘用户的传输速率,而且能更好地提高系统的信道容量.     

基于多业务CoMP的LTE-A下行调度算法性能研究

协作多点传输(CoMP)是LTE-A实现网络无缝、高速覆盖的一个关键技术,该技术能够克服小区间干扰,提高无线频谱传输效率,可以有效解决小区间干扰的问题.依据3GPP技术报告中所确立的仿真参数标准在FTP和VoIP业务混合的场景下,对轮询和比例公平调度算法的CoMP性能和增益进行了系统级仿真并总结了仿真结果.     

基于统计信道状态信息的多小区下行协作调度算法

小区间干扰是制约无线蜂窝网络边缘区域容量的主要因素.为了提高小区边缘吞吐量,传统的预编码矩阵指示(precoding matrix indicator,PMI)协作调度方案能够有效抑制小区间干扰,但该方案需要较多的信道反馈信息.为了有效减少信道反馈开销,提出一种利用统计信道状态信息(statistical channel state information,SCSI)的多小区下行协作调度算法,该算法利用SCSI提取特征方向确定最佳的PMI或PMI集合.仿真结果表明,在强相关信道场景下,基于SCSI的协作调度算法可以使边缘用户保持较为理想的性能,并且对反馈时延和多普勒扩展导致的非理想信道信息具有较强的鲁棒性.     

部分频率复用下的终端直通资源分配方案

终端直通(device-to-device,D2D)通信通过共享蜂窝资源可以提升频谱效率,但会产生同频干扰,导致系统吞吐量和用户的服务质量降低。针对在部分频率复用(fractional frequency reuse,FFR)蜂窝网络中多小区间的D2D链路和蜂窝链路的同频干扰问题,提出了基于优先级的资源分配方案。该方案通过对频率资源赋予不同的优先级对小区间干扰进行协调,尽量避免小区间的D2D链路和蜂窝链路间、以及D2D链路间的干扰,从而提升系统性能。仿真结果表明,基于优先级的资源分配方案改善了小区边缘用户的服务质量,提高了系统容量。     

Optimal Multipoint-to-Multipoint Transceiver Design with Massive MIMO Relay Station in OFDM Systems

Based on massive MIMO(multiple-input multiple-output)multipoint-to-multipoint(M2M) systems,in order to avoid pilot contamination and improve the performance of capacity,a pilot training transmission scheme was designed for pilot decontamination by utilizing orthogonal subcarriers of OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) during pilot transmission phase and a joint optimized transceiver design for multi-antenna user pairs was proposed during the data transmission phase.The massive M2 M system included a single relay station,multiple paired source nodes and destination nodes.Source nodes precoding matrices and relay station precoding matrix were jointly optimized by maximizing the weighted sum-rate in OFDM systems.After some mathematical manipulation to sum-rate,the cost function of sum-rate was expressed as quadratic optimizing expressions which could be solved by regular convex optimization softwares.Different from existing algorithms,the proposed precoding design was based on massive MIMO OFDM systems with multi-antenna users pairs together pilot decontamination transmission arrangement.Simulations indicate the effectiveness of the proposed optimal precoding system.The proposed scheme not only can reduce pilot contamination,but also can improve performance of bit-error-rate(BER) as well as sumrate contrast to existing algorithms.In addition,it shows that the proposed M2 M massive MIMO system works steadily when the number of users increases in large scale.     

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。     

基于延迟线组合调相的高能效自适应混合预编码方案

针对毫米波大规模多输入多输出系统采用混合预编码技术所带来的高功耗影响,基于延迟线组合调相器件设计了一种间接全连接型混合预编码系统结构,并提出一种自适应连接的混合预编码方案,可大幅减少与天线直连的调相器数量从而降低硬件造成的功耗损失。方案将编码矩阵的求解分为数字编码矩阵、模拟编码矩阵和开关组成的连接交换矩阵3个部分进行交替优化;提出一种基于互补正交投影矩阵的算法来解决模拟编码矩阵的优化;利用功率约束条件和最小二乘算法简化数字编码矩阵的求解;针对连接交换矩阵的离散组合优化问题,利用低复杂度的交叉熵算法进行优化。仿真结果表明,所提方案可以保证系统性能在接近纯数字预编码方案的同时有效提高系统的能量效率。     

基于预编码改进的多载波系统ICI消除方案

针对基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的新型多载波系统,提出统一的预编码应用模型,该模型可以通过配置不同的预编码方案和多载波调制得到多种实例系统,同时可基于互模糊函数对信号和载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)进行量化分析,并利用原始信号的统计特性得到应用预编码后系统的载干比(carrier-to-interference power ratio,CIR)。在该模型的基础上,提出一种基于双向抵消载波间干扰思想的预编码方案,此方案将目标载波2个方向的多个子载波加权进行ICI抵消,可以更好解决系统中普遍存在的载波间干扰问题,获得更强的抗频偏能力。仿真结果表明,在实例系统OFDM和滤波正交频分复用(filtered orthogonal frequency division multiplexing,F-OFDM)中,所提方案均较传统的预编码抑制ICI方案约有0.7 dB的CIR性能改善,较未编码的系统约有3.5 ~6 dB的改善。     

Interference Alignment Algorithm for Considering the Throughput of Cognitive Users in Cognitive MIMO Network

The cognitive multiple input multiple output( MIMO)network can utilize radio spectrum efficiently and satisfy the demand of high data rate. In order to decrease the interference during transmission,a new interference alignment( IA) algorithm based on cognitive MIMO networks is proposed in this paper. The algorithm is realized by designing two-level pre-coding, the first-level precoding aligns the interference generated by the cognitive users( CUs) to unused sub-channels of the primary user( PU),thereby eliminating the interference of CUs to PU; the second-level precoding is used to improve the throughput of CUs. Simulation shows that the proposed IA algorithm can eliminate the interference that the CUs produce on the PU and improve the throughput of CUs spontaneously.     

长期演进系统中改进的软频率复用方案

给出改进型软频率复用(SFR)方案的目的在于提高边缘区域的性能,改善传统SFR无法适应长期演进(LTE)系统中业务的动态分布和频谱分配灵活性低的缺点.该方案将一部分频谱资源划分为共享频段,边缘区域对其有较高的优先权.仿真结果表明,改进方案能够有效改善边缘区域性能,提高了频谱分配的灵活性.     

基于网络测量和模糊控制技术的拥塞控制机制

为向端系统反馈及时准确的网络状态以提高TCP效率,同时避免主动队列管理（AQM）机制的诸多局限,提出一种基于网络测量的拥塞控制机制——利用分布在网络中的测量设施监测主干链路,再根据链路性能采用模糊控制技术指导端系统选择适当的FAST控制参数．仿真实验表明,该机制能承受更大的负载压力,达到高吞吐量,并能稳定排队时延,在高速网络中比AQM机制更稳定、更公平．相比突发性的Web流量来说,该机制更适用于类似P2P等数据量大、连接持续时间长的流量的拥塞控制．