一种基于黄金分割的NOMA-SWIPT协作中继网络能效优化算法研究

为提升网络能效性能,本文构建了NOMA-SWIPT协作中继网络模型,并采用了一种基于黄金分割(Golden Section, GS)的DinkelBach迭代算法来解决能效优化问题。仿真结果表明,GS-DinkelBach算法在获得精准的能效增益的同时,具有更低的计算复杂度;与传统直连网络模型和中继转发网络模型相比,本文建立的网络模型的最优能效值分别提升了1.07 dB和2.17 dB。     

低轨卫星通信中SCMA系统载波同步算法设计

为了提高低轨卫星通信频谱利用率及对抗存在的大多普勒频移, 考虑将稀疏码多址接入(sparse code multiple access, SCMA)技术应用于低轨卫星通信,提出一种针对SCMA系统的数据辅助载波同步方案。该同步方案的频偏、相偏估计算法分别采用分步相关法和最大似然法。同时, 根据所提分步相关算法的特点, 优化了导频和数据组成的分布图样。仿真结果表明, 以6个用户共享4个资源块的系统为例, 基于优化帧结构的载波同步方案可以利用较少的导频开销获得比使用经典帧结构的更高估计精度和更好误码性能。     

基于SCMA和卷积编码的联合检测译码算法

随着卫星星座及卫星数量的不断增多, 卫星测控中海量用户多址问题亟待解决。稀疏码分多址接入(sparse code multiple access, SCMA)技术能在有限信道资源上承载更多用户, 有望解决大规模卫星的多址测控问题。针对传统的SCMA译码方式——消息传递算法(massage passing algorithm, MPA)译码性能不理想的问题, 提出基于SCMA和卷积编码的联合检测译码(joint detection and decoding, JDD)算法, 进行多轮对数似然信息的更新以及多卫星数据交叉提供概率域的迭代, 以提高系统译码性能。分析和仿真结果表明, 采用基于SCMA和卷积编码的JDD算法可有效提高天基测控系统用户容量, 并保证在算法复杂度适中的情况下有效提高系统误比特性能。     

智能超表面辅助双小区NOMA系统下行低功耗传输方案研究

由于在频谱效率与功率效率方面的优势,智能超表面(Intelligent Reflecting Surface, IRS)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)被视为未来无线通信的两项关键技术,文中针对IRS与NOMA的融合系统展开研究。具体地,将IRS部署在两小区的边缘,用于提升小区边缘用户的传输性能,建立了IRS辅助两小区NOMA系统的下行传输功率最小化问题。为了求解建立的发射功耗最小化问题,推导了基站传输功率与IRS相移矩阵之间的关系,并将传输功率分配系数和相移矩阵的联合优化问题转化为单纯的相移优化问题。由于相移向量中每个元素需服从恒模约束,转换后的相移优化问题仍为非凸优化问题,提出了一种顺序相位旋转算法进一步求解相移优化问题。仿真结果表明,在相同的实验配置下,文中提出的下行传输方案在发射功耗方面的性能明显优于其他基准方案。     

智能反射面辅助的非正交多址系统协作多点传输方案研究

智能反射面(Intelligent Reflection Surface, IRS)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)被认为是6G的关键创新型技术,将两者融合可以大幅提高通信系统的频谱效率与能量效率。文中针对IRS辅助的双小区协作多点与非正交多址接入融合系统展开研究,具体地,将IRS部署于两小区中间的小区边缘附近,用来提升边缘用户的信号质量。在考虑用户服务质量(Quality of Service, QoS)与基站发射功率限制的条件下,建立了最大化小区边缘用户可达速率的优化问题。由于该问题是非凸的,很难直接求解,将此问题分解为两个子优化问题,采用交替优化算法进行求解。具体地,采用二分法解决功率分配系数优化问题;采用均方误差(Mean-Square Error, MSE)方法将优化问题转化为等效形式,再通过最大最小化(Majorization-Minimization, MM)算法进一步解决相移优化问题。仿真结果显示,所提出的解决方案使得边缘用户可达速率明显高于其他基准方案。     

MC-CDMA多用户下行MMSE预编码性能研究

针对MC-CDMA下行传输系统提出一种MMSE预编码技术.在MC-CDMA的下行传输中,发送端采用MMSE预编码抑制下行传输的多址干扰,接收端采用MMSE均衡补偿信道失真.相对于等增益合并预编码方案,MMSE预编码可以有效抑制下行传输的多址干扰和减小接收端均衡处理带来的噪声增强.研究结果表明,MMSE预编码比等增益合并预编码在MC-CDMA多用户下行传榆环境中具有更好的性能,而且对信道估计误差具有较好的鲁棒性.     

自适应二维概率型随机多址无线网络协议分析

从提高无线通信网络QoS角度,提出了一种自适应二维概率型随机多址接入协议,协议根据通道负载的轻重,自适应地动态调整二维概率型随机多址协议中概率p_1、p_2取值.保证系统有较高的通道利用率,使系统吞吐量性能随着负载变化始终保持在最优状态.通过分析控制协议下系统吞吐量解析结果,仿真结果表明理论分析和仿真实验的一致性与合理性.同时,仿真实验给出了连续时间型系统与时隙式系统的比较结果,说明时隙式系统有较优性能.     

DS/CDMA系统中基于自适应并行次梯度投影的多址干扰抑制算法

为了抑制直接序列码分多址(DS/CDMA)系统中的多址干扰,提出了一种基于自适应并行次梯度投影的多址干扰抑制算法.首先,根据接收端信号模型建立包含最优干扰抑制滤波器系数的随机属性凸集,并运用并行次梯度投影的思想将对该凸集的投影转化为对多个闭合半平面的投影.然后,分析了影响系统收敛速度和稳定状态下收敛性能的重要参数--膨胀系数,设计了在不同迭代阶段下自适应调节膨胀系数的机制.最后,将更新后的干扰抑制滤波器系数矢量投影到限定集合上.理论分析和仿真结果表明,该算法具有快速收敛性和稳定的干扰抑制性能,在不同的噪声强度下均具有较低的误码率和较高的鲁棒性;与同类算法相比,该算法在计算复杂度上具有一定的优势.     

一种上行MIMO-OFDM系统的载波和功率分配算法

针对上行空分多址MIMO-OFDM系统的无线资源分配问题,建立了更加符合实际情况的整数优化模型,并提出一种同时分配子载波和发射功率的算法.仿真结果表明,所提的算法比传统算法能够获得更大的系统吞吐量.此外,所提算法获得的系统吞吐量随着天线数的增加而增加,而且基站接收天线数的增加比移动台天线数的增加带来更明显的空间分集增益.所以,为了提高系统吞吐量,可以为基站配置较多的接收天线,而为移动台配置较少的发射天线.     

预留轮询策略队列调度方案的建模和分析

设计了网络中间节点(网关和路由器)的预留轮询策略队列调度方案。对不同服务质量(qualities of service,QoS)要求的延迟敏感型和非延迟敏感型混合业务,通过调度不同业务间链路传输速率,使不同业务得到不同等级的服务;建立了混合业务预留轮询策略的队列调度三维马尔可夫排队模型,使用拟生灭过程和矩阵几何解的方法对该模型进行分析,得到了系统的主要性能指标:第一类非延迟敏感型业务和第二类延迟敏感型业务的平均队长、等待时间和吞吐量。给出了第二类延迟敏感型业务的阻塞概率等结果。