基于SCMA中下行链路的比例因子功率分配方案

针对稀疏码多址接入(SCMA:Spare Code Multiple Access)下行链路系统中经典的资源分配、子载波平均功率分配、基于最大通信容量和最大系统能效功率分配方案中系统总能效和容量不兼顾问题,提出了一种下行链路中基于比例因子控制的混合SCMA功率分配方案。其将系统的容量和能耗都作为主要方向进行优化,通过插入比例因子使系统能灵活调整倾向性。由于该问题是一个非凸优化问题,首先通过丁克尔巴赫理论(GDA:Generalized Dinkelbach’s Algorithm)将其转化为一个凸优化问题,然后选取合理的拉格朗日值采用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件对模型进行迭代求解,最后通过调节比例因子使系统的能效及容量达到最优。理论计算分析和仿真结果表明,所提出的混合规律分配方案能有效提升下行链路系统的容量和能效。     

基于用户服务质量和能效的SCMA资源分配

为提高移动通信中用户服务质量(QoS:Quality of Service),解决系统总能效和用户服务质量不能兼顾的问题,以稀疏码多址接入(SCMA:Spare Code Multiple Access)下行链路为应用场景提出了一种基于用户服务质量和能效的资源分配方案,将系统的容量和能耗作为主要方向进行优化。使用贪婪算法对用户进行码本分配,采用丁克尔巴赫理论(GDA:Generalized Dinkelbach’s Algorithm)将其转化为一个凸优化问题进行迭代求解,以本次计算得出的用户最低服务速率作为下一轮运算的系统最低服务速度重复进行用户码本和能耗轮换计算,直到系统中用户最低通信速度变化低于预设值或达到最大运算次数为止,使系统的容量及能耗达到较好的情况。通过理论分析和仿真结果表明,所提出的SCMA分配方案能有效提升下行链路的用户的通信速率和系统能效。     

面向无人机中继通信平台的混合网络编码算法

针对现有远距离中继通信系统吞吐率较低的问题,提出了一种面向无人机移动中继平台的混合网络编码算法。该算法综合考虑网络编码策略和空地信道状态,根据用户实时信噪比选择编码方式。根据循环往复式的无人机飞行轨迹和视距信道(LoS)条件,得出远距离用户与无人机中继平台间的信噪比和误码率;引入用户信噪比约束和无人机位置约束,根据无人机与用户间的信噪比和误码率求解出最优通信方式转换时刻;无人机中继平台在转换时刻前后分别采用三时隙网络编码方式和两时隙直传方式进行数据包的接收和发送,从而有效提高中继通信系统整体吞吐率。实验结果表明：当用户间距离为1 600 m、无人机飞行半径为600 m、飞行速度为10 m/s时,混合网络编码算法与传统三时隙移动中继通信算法相比可提升28.42%的系统总吞吐率,并降低17.8%的吞吐率平均变化率,体现出较高的通信效率和系统稳定性,具有良好的应用前景。     

上行SCMA系统的串行球形解码MPA算法

稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为5G新型非正交多址技术极大地提升了频谱效率,接收端使用消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)进行多用户检测,但是MPA的复杂度限制了它在实际系统中的应用。为了降低MPA的复杂度,提升其实际应用性,提出一种串行球形解码消息传递算法(SSD-MPA)。考虑高斯噪声的分布特性,该算法只更新范围内的节点的消息,从而降低了复杂度。同时,该算法利用串行策略加快了收敛速度。仿真结果表明,所提算法在保持MPA性能的同时,减少了收敛所需的迭代次数,并降低了复杂度。     

SCMA系统中基于能效的码本和功率分配机制

在倡导绿色通信的未来,如何提高能效、降低功耗将成为非常重要的问题.针对基于稀疏码多址接入技术的单小区多用户上行蜂窝移动通信系统,在保障用户服务质量(quality of service,QoS)需求的前提下,以最大化系统上行能效为目标,提出了一种资源分配机制,主要包括码本和功率的分配.为了降低基站的负荷,减小网络信令开...     

微小型无人机通信中继的DFS算法优化

针对微小型无人机通信中继的保密安全需求,以及在复杂电磁环境下,存在的节点频率适用度差异问题,对现有的动态频率选择(DFS)算法进行了优化,提出一种基于贝叶斯估计的周期型DFS算法,文章给出了算法处理过程,并进行了理论分析及仿真实验。仿真结果表明,在复杂电磁环境下,算法可以增强微小型无人机通信中继网络的抗干扰能力,提高系统吞吐量。     

稀疏码多址接入系统中基于分层编码的多播资源分配算法

稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)技术被认为是一种能有效提高频谱效率的技术。将稀疏码多址接入技术应用于无线多播通信中可以扩展多播系统的容量。对多播系统的容量进行了推导,采用分层编码技术应用在SCMA系统的多播传输中,使得系统容量不再受限于多播系统中最差用户的信道质量,采用资源分配算法来最大化多播系统容量。为了减少最优化问题的计算复杂度,又提出了快速次优化算法(fast suboptimal algorithm, FSA),该算法分为码本分配和功率分配2个阶段。仿真结果显示,提出的快速次优化算法在SCMA系统中的多播系统功效要优于正交频分多址接入(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)系统中的多播系统功效。并且,在SCMA系统和OFDMA系统中,提出算法的系统功效都要远优于传统多播(conventional multicast, CM)策略的系统功效。     

一种混合协作NOMA系统的缓冲辅助中继选择方案

为了提高系统的中断性能及分集增益,研究了一种混合协作非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)系统。系统包含一个基站、K-1个配有缓冲器的中继、一个配有缓冲器的近端用户和一个远端用户。其中,基站与近端用户可通过直传方式进行通信或由中继协作通信,而与远端用户通过近端用户或中继进行协作通信。针对该混合协作NOMA系统,提出了一种缓冲辅助中继选择方案,能够基于信道状态信息和缓冲器状态,选择近端用户或最佳中继进行协作传输。推导了系统中断概率和平均包裹时延的闭式表达式,给出了高信噪比下的分集增益。证明了当最大缓冲单元数不小于3时,所提方案能达到满分集增益2K。仿真结果表明,相对于基准方案,所提方案在系统中断概率与时延之间可以实现更好的折中。     

多无人机辅助的NOMA中继系统总通信速率优化

为解决无线通信中的频谱资源稀缺问题,提出一种多无人机(UAV)辅助的非正交多址(NOMA)接入中继系统．以优化系统总通信速率为目标,综合考虑信息因果约束、无人机发射功率约束与最大服务能力约束,构建了用户分组、无人机轨迹规划与功率分配的联合优化问题．为解决这一高度耦合的非线性混合整数规划问题,提出一种两步优化策略．基于图论提出最大权匹配下的用户分组算法,根据分组结果,通过引入Sigmoid函数和辅助变量法,将功率分配和轨迹规划问题分别转化为几何规划与凸规划问题求解．仿真结果表明：所提出的两步优化算法能够有效提升系统的总通信速率．     

基于移动用户中继的OFDMA系统资源分配方案研究

文中在研究移动用户中继的基础上,对AF协同接收型中继模式链路容量的公式进行了推导,并根据空闲用户的分布,提出一种中继选择和资源分配的联合算法.仿真结果显示,该算法不仅能够提高系统的容量,还可以大大改善小区边缘用户的链路吞吐量.     

OFDMA中继网络上行链路资源分配算法设计

针对放大-转发OFDMA中继网络上行链路,考虑具有不同QoS要求的异构业务场景,在用户与中继独立功率约束条件下,提出一种子载波对匹配分配与功率分配算法,以实现在满足非弹性用户速率需求前提下,最大化弹性用户和速率的目标.为降低算法计算复杂度,将原混合二进制整数规划问题分解为子载波对匹配分配,非弹性用户与中继、弹性用户与中继联合功率分配三个子问题,从而实现计算复杂度从指数级别到线性的下降.仿真结果显示,所提方案能够满足非弹性用户的速率需求,且弹性用户的和速率容量明显高于等功率分配原则和未进行子载波匹配下的资源分配算法.     

基于动态因子图缩减的SCMA低复杂度检测算法

针对现有稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)上行链路系统的接收端采用基于遍历的消息传递算法(message passing algorithm, MPA)进行多用户检测,存在复杂度过高的问题,通过在原始MPA算法基础上提出一种基于动态因子图缩减的消息传递算法(dynamic factor graph reduction based MPA, DFGR-MPA)。该算法根据码字概率的收敛情况对变量节点进行分类,并将码字概率未达到目标收敛的变量节点以及与其相关的功能节点重构成新的因子图用于后续迭代。DFGR-MPA算法不仅能够减少参与消息迭代的节点个数还能降低消息迭代的平均迭代次数,从而降低迭代检测的复杂度。仿真结果表明,该算法在误比特率(bit error ratio, BER)性能与检测复杂度之间可以达到较好地平衡。     

Optimal Power Control for OFDM Signals over Two-Way Relay with Physical Network Coding

This paper describes an optimal power allocation scheme for orthogonal frequency division multiple access two-way relay networks with physical network coding.The aim is to enhance the achievable sum rate of the terminals for a constrained total transmit power.Convex optimization is used to derive a closed-form solution for the power allocation between the relay node and the two terminals.This reduces the variable dimensionality of the objective function for the power assignment problem among multiple carriers when the total transmit power is constrained.This solution is then used to derive the optimal power control scheme.This method reduces the implementation complexity compared with the traditional resource allocation scheme.Numerical and simulation results show that the approach achieves almost the optimal sum rate and outperforms the fixed power assignment method with less computational load in various scenarios.     

基于免疫算法的CDMA多用户检测

多用户检测技术是第三代移动通信系统CDMA中的一项关键技术,在多用户检测中求解最佳矢量问题可以转化为在免疫算法中求解具有最高适应度函数的问题。文章提出了一种基于免疫算法的CDMA多用户检测,并与最佳多用户检测和传统检测器进行比较,实验结果表明该方法可获得接近最佳检测的性能。     

无人机信道均衡的改进软判决准则设计

为了降低无人机信道Turbo均衡接收机的复杂度,通过研究迭代停止准则技术,以软判决准则为研究基础,在计算机仿真的帮助下,通过数值拟合方法,建立了软信息绝对值均值收敛值与信噪比之间的函数关系,优化了判决准则门限值的选取工作,从而提出了一种新的迭代停止准则。通过计算机仿真比较,在合理的信噪比估计前提下,新的准则在性能和平均迭代次数上得到了优化。在判决、比较和存储操作的复杂性方面,新准则更具优势。     

基于Dubins路径的无人机避障规划算法

研究了一种基于Dubins路径的无人机的避障规划算法. 通过采用遗传算法,结合无人机的飞行性能和最小转弯半径,提出了一种在已知障碍空间位置前提下的无人机路径规划方法,并通过算法改进,将其推广成为在未知障碍位置等先验知识的前提下的无人机实时避障算法. 仿真结果表明,该算法原理正确,对于多障碍环境下无人机避障策略的获取具有较好效果.      

某无人机撞网回收系统动力学仿真

以某无人机撞网回收系统为例,基于LS-DYNA软件,提出了柔性带、阻尼器等关键部件的建模方法,建立了系统有限元仿真模型,进行了不同入网位置的动力学仿真计算,并用试验验证了仿真模型的准确性.仿真和试验结果表明:本文建立的无人机撞网回收系统模型具有较好的工程适用性,提出的动力学建模仿真方法具有一定的通用性.     

基于多载波和码片交织技术的无线通信新方案

正交频分复用（OFDM）技术和交织分多址（IDMA）接入技术被认为是适于下一代无线移动通信的关键技术。建立了一种基于多载波和码片交织技术的OFDM-IDMA上行链路系统模型,该系统在发送端采用码片级交织,在接收端采用一种简单的Turbo型迭代结构。随后分析了该系统在AWGN信道下的性能,并和具有相似结构的OFDM-CDMA在多径信道下进行仿真比较。结果表明：在高斯单径信道下,随着信噪比的增加,该系统的多用户曲线会向单用户靠拢,而在多径信道下,系统表现出比OFDM-CDMA更优的多用户性能。     

基于遗传算法的无人机模糊-积分控制器设计

针对某小型固定翼无人机纵向姿态控制和轨迹跟踪的要求设计了一种模糊-积分混合控制器. 为避免控制器参数调试的复杂性,提高控制性能,利用遗传算法对模糊控制的隶属度函数进行了优化设计. 在优化设计阶段,确定了设计变量和约束条件,并给出了比例因子整定原则. 仿真结果表明,基于遗传算法的模糊-积分控制器与传统PID控制器相比具有更短的响应时间,鲁棒性强,并且解决了单一模糊控制器稳态响应精度低、响应曲线颤振的问题.