基于LCCMA的OFDM-CDMA通信系统抗多址干扰算法

OFDM-CDMA系统中,在多径传播和其他同频干扰存在时,接收机会收到多个恒模信号,针对这种情况,文章提出一种基于线性约束恒模算法(LCCMA)的盲抗干扰方法,该方法结合了通常的旁瓣消除器和恒模算法,用于消除多址干扰对系统的影响。分别对不同用户数目的系统进行计算机仿真,结果表明,采用本算法后,能有效地抑制多址干扰,极大地提高了系统的性能。     

WiMAX技术中OFDMA上行链路载波频偏补偿算法研究*

在OFDMA上行链路中,由于多个用户的载波频率偏差（CFO）破坏了载波间的正交性,从而在基站接收端产生多用户间干扰（MUI）。针对这个问题提出了一种能够实现载波频偏补偿的低复杂度迭代信号处理算法。仿真结果表明,这种算法能有效消除MUI,改善了WiMAX上行链路的传输性能。     

MIMO系统中基于非正交多址接入的功率分配算法研究

随着移动通信技术的发展,通信服务已变成人类日常生活中不可或缺的部分.尤其是近年来各类智能终端的大众化,使得接入无线通信的用户数和人们对通信服务的需求均呈爆炸式的增长.但现如今可用的频谱资源是有限的,且传统的正交多址接入系统的用户接入数受限,很难满足用户日益增长的需求.非正交多址接入允许在同一时频资源上复用多个用户,极大程度地提高了系统的用户接入数和频谱效率.将非正交多址接入技术运用于多输入多输出系统中,更进一步地提升系统各方面的性能.针对在MIMO-NOMA系统中现有的研究存在的复杂度较高的问题,提出一种基于串行干扰消除残留的功率分配算法.首先,建立斯坦克尔伯格博弈模型,将基站设置为卖方,小区内各用户设置为买方.其次,使用拉格朗日函数求出在约束条件下用户购买的最优功率,此功率为关于单位价格的函数.最后,求解出基站为各用户设置的最优单位功率价格.在基站和用户双方博弈的过程中,基站动态地调整功率价格,尽量最大化自身收益.仿真结果表明,所提算法与分数阶功率分配算法相比,吞吐量在系统总功率为24 dBm且串行干扰消除因子为0.001时有15.65%的提升,并且在吞吐量性能与文献[10]相近的基础上,降低了运算复杂度,减小了基站的功率消耗.     

A two-stage MMSE multiuser decision feedback detector using successive/parallel interference cancellation

In this paper, we present a novel two-stage minimum-mean-squared-error (MMSE) multiuser decision feedback detector (DFD) for code division multiple access systems working in the frequency-selective multipath fading environment. The first stage of the proposed cascaded structure is the noise-predictive successive DFD (NP-S-DFD), in which the active users are detected successively using the conventional bell labs layered space-time (BLAST) ordering criterion. The second stage includes an adaptive successive/parallel DFD (SP-DFD), which uses the tentative decisions obtained at the first stage for multiuser interference cancellation and data detection. Therefore, the proposed two-stage DFD may be called noise-predictive successive SP-DFD (NP-S-SP-DFD). Simulation results are presented to demonstrate the substantial improvement in the bit error rate performance of NP-S-SP-DFD over the conventional single-stage and cascaded DFDs. It may be inferred that the proposed DFD provides additional performance gain, when the order in which the users are detected is optimized according to the BLAST ordering based on MMSE criterion.     

MC-CDMA系统中基于QR分解的多址干扰消除算法

多址干扰是导致MC-CDMA系统误码性能下降的重要因素。为了消除多址干扰,提出基于接收信号功率排序和QR分解的多址干扰消除算法（Power-based MMSE Sorted QR Decomposition,P-based MMSE-SQRD）对MC-CDMA系统的上行链路进行检测。仿真结果显示,与传统的串行干扰消除算法相比,P-based MMSE-SQRD的误码性能有明显的提高,而且其复杂度也相对较低。     

Efficient groupwise multiuser detection with iterative soft interference cancellation for multi-rate MC-CDMA

This paper presents an effective multiuser detector (MUD) for the uplink of multi-rate multi-carrier code division multiple access (MC-CDMA) systems. The MUD considered is an iterative receiver which utilizes the soft information to refine the estimation of the interference to enhance the interference cancellation capability. More specifically, users are first classified into separate groups according to their transmission rates. In each iteration, these groups of users are detected sequentially based on a set of group detectors with the removal of multiple access interferences (MAI) group by group, where the estimated interferences in each group, incurred from the users either in the same rate group or in the other rate groups, are refined successively with the assistance of the soft information in the symbol detection process. Moreover, for practical low-complexity implementations, the users in each group are further partitioned into smaller subgroups based on their effective channel correlations and then detected in parallel by a bank of minimum mean-squared error (MMSE) soft detectors to further reduce the computational load. Conducted simulations show that the proposed MUD can effectively suppress the MAI to render superior performance but with reduced computations compared to previous works.     

MC-CDMA系统中的自适应半盲多用户检测算法

研究多载波CDMA(MC-CDMA)上行半盲多用户检测技术，对基于Chebyshev逼近算法实现的最小输出能量(MOE)盲多用户检测进行改进，提出MC-CDMA系统下一种基于子空间跟踪和Chebyshev逼近的自适应半盲多用户检测算法。该算法基于MOE线性检测器原理，充分利用小区内所有用户的扩频码，设计了一种基于MOE准则的半盲检测器，很好地消除了多址干扰。为了减少计算复杂度，将修正的PASTd算法应用于Chebyshev逼近算法估计MOE半盲检测器的最优权向量。该算法计算复杂度低，具有较好的抗多址干扰性能和检测性能。仿真结果验证了该算法的可行性和优越性。     

快速动态时隙分配MAC协议的帧结构优化与分析

针对快速动态时隙分配（Fast Dynamic Slot Assignment,F-DSA）MAC协议不能处理多节点申请入网的问题,对其帧结构和入网算法进行了完善,提出了碰撞感知快速动态时隙分配（Collision aware Fast Dynamic Slot Assignment,CF-DSA）协议。在相同入网算法的前提下,提出了一种新的控制微时隙分布方式,得到了聚合碰撞感知快速动态时隙分配（Aggregate Collision aware Fast Dynamic Slot Assignment,ACF-DSA）协议,通过理论建模与数值分析,主要研究了采用两种不同帧结构的协议性能,发现ACF-DSA较CF-DSA降低了节点的入网竞争时延,且对变化的网络环境具有更好的适应性,表明聚合碰撞感知的帧结构有助于节点入网效率的提高。     

空间分集技术在CFBM-MC-CDMA系统中的应用研究

给出了一种简单的空时编码方案，提出了应用该方案的基于复数滤波器组调制的多载波码分多址(CF-BM-MC-CDMA)通信系统的模型。理论分析可知，采用空时编码天线发射分集技术的CFBM-MC-CDMA系统与未采用天线分集的系统相比，其多址干扰功率降低了一半。仿真结果表明，系统采用天线分集技术能显著提高其误比特率性能，在低信噪比区域，系统采用两天线分集接收的性能要比采用两天线分集发射的性能好得多。     

面向天基物联的异步免授权SCMA多用户检测方案

当前天基物联网下的稀疏码多址接入技术(SCMA, sparse code multiple access)的多用户检测算法面临诸如时间延迟较长难以同步,异步多用户检测算法的计算复杂度较大且收敛性能较差等问题;为了解决上述影响,对SCMA多用户检测算法进行了研究;设计了一种免授权信息传输框架,并采用盲检测算法识别出发送端活跃用户的用户数据;提出了一种子载波时延预检测模型确定用户之间的时延类型,并采用异步置信传播检测算法(BP-MPA, belief propagation-message passing algorithm),在存在时间延迟的情况下进行多用户数据检测;采用自适应子空间追踪算法(A-SP, adapted-subspace pursuit)对多用户检测算法进行优化,并提出一种联合压缩感知检测算法(CS-BPMPA, compressed sensing-belief propagation message passing algorithm)。通过仿真对天基物联场景的多用户检测算法在工程上的应用进行可行性验证;仿真结果表明在天基物联免授权场景下,所提出的方案能有效提升上行异...     

基于压缩感知的水下传感器网络预约多址接入协议

相比于陆地无线传感器网络, 水下传感器网络拥有更大的传播时延, 导致许多已经比较成熟的MAC协议不能直接应用于水下。提出了基于压缩感知的水下传感器网络预约多址接入协议, 充分利用水下环境中的长传播时延, 使网络中各节点能够在时间和空间上对信道资源进行共用, 实现多个用户同时进行信道预约, 提高了信道的利用率。在考虑多用户分集基础上, 该协议使成功预约到信道的用户可以利用有限的全部带宽资源进行高速传输, 以此来提高整个网络的吞吐性能。仿真结果表明, 与传统的RTS/CTS方案相比, 该协议具有更高效的信道预约能力, 更高的数据传输效率, 以及更好的吞吐性能。     

上行多用户MIMO系统检测算法及抗远近效应研究

上行多用户MIMO通信系统必须抑制用户间的共信道干扰,本文提出了一种基于最大信号干扰噪声比准则的多用户干扰抑制算法,并且给出了其在存信在道估计误差时的改进算法。与BD算法相比,该算法考虑了噪声的影响,性能有较大的提升。然后提出了一种信号重组方法将Alamouti空时编码用于上行多用户系统中,以进一步提升系统的检测性能。最后针对存在远近效应时算法的局限性,提出了一种分组优化算法,以保证各用户均能达到所期望的容量。仿真结果表明本文所提算法具有优异的性能。     

基于网络编码和多访问点协作的视频多播方案

随着智能手机和平板等无线设备的普及,基于互联网的视频浏览成为无线设备的重要功能。然而,由于无线网络的链路间存在干扰、可靠性较低,为了提高视频多播传输的可靠性,文中分析了覆盖区域发生重叠的访问点间相互协作对于提高系统增益和系统公平性的作用,提出一种基于网络编码和多访问点协作的视频多播方案。该方案首先将每个视频划分为大小相同的报文段,并利用RLNC机制对每个段的报文进行编码。然后以使用户接收到的报文数量的期望值最大化的同时,实现公平调度为目标,考虑了访问点间的完全干扰和非完全干扰两种模型,将访问点间的传输范围发生重叠时的视频多播问题建模为线性规划优化问题,提出了双阶段启发式算法来进行求解,该算法通过利用多个访问点来获取空间和时间分集增益,提高了数据传输的可靠性,通过允许发生干扰的访问点并行传输数据,提高了系统效用。最后的仿真实验也验证了本文方案在接收报文总量、解码报文数量和公平性方面的有效性。     

SCM-OFDM系统在高速信道下的干扰抑制算法

针对重叠码调制的正交频分复用（SCM-OFDM）系统在高速移动环境中,将产生复杂的载波间干扰和层间干扰问题,提出了一种用于SCM-OFDM系统在高速信道中的干扰估计和抵消算法。该算法利用译码器反馈的软信息,分别对载波间干扰和层间干扰进行估计和消除。仿真结果表明,提出的算法能够有效地改善SCM-OFDM系统在高速环境下的性能。     

多用户接入与SLT编码的二维喷泉系统及性能分析

在物联网时代,多用户接入系统的设计将迎来巨大的挑战。本文在现有系统基础上提出了一种多用户接入与SLT编码结合的二维喷泉系统。在时间层上对各用户原始信息进行SLT编码,在用户层上各用户通过接入概率竞争传输,从而构成一种二维喷泉形式,该系统充分利用喷泉编码能有效提高信号抗干扰能力。对于采用SLT编码的每个用户,可以简单地使用置信传播译码算法进行译码。仿真结果表明,与已有多用户接入系统相比,本文提出的系统明显能实现更好的吞吐性能,且解决了已有系统译码算法在较高接入概率下性能急剧下降的问题,从而能给更多的用户进行信息传输的机会,在多用户数据传输中有很好的实用性。     

Resource Allocation Based on User Pairing and Subcarrier Matching for Downlink Non-Orthogonal Multiple Access Networks

The traditional orthogonal multiple access (OMA) is unable to satisfy the needs of large number of smart devices. To increase the transmission rate in the limited spectrum resource, implementation of both non-orthogonal multiple access (NOMA) and successive interference cancelation (SIC) is essential. In this paper, an optimal resource allocation algorithm in NOMA is proposed to maximize the total system rate in a multi-sector multi-subcarrier relay-assisted communication network. Since the original problem is a non-convex problem with mixed integer programming which is non-deterministic polynomial-time (NP)-hard, a three-step solution is proposed to solve the primal problem. Firstly, we determine the optimal power allocation of the outer users by using the approach of monotonic discrimination, and then the optimal user pairing is determined. Secondly, the successive convex approximation (SCA) method is introduced to transform the non-convex problem involving central users into convex one, and the Lagrangian dual method is used to determine the optimal solution. Finally, the standard Hungarian algorithm is utilized to determine the optimal subcarrier matching. The simulation results show that resource allocation algorithm is able to meet the user performance requirements with NOMA, and the total system rate is improved compared to the existing algorithms.      

WCDMA系统中的差分最小均方误差多用户检测算法

宽带码分多址(Wideband code division multiple access,WCDMA)系统中现有的自适应多用户检测算法需要训练比特,不能适应快衰落信道。本文根据WCDMA系统中特有的二级扩频体制的特点,提出基于差分最小均方误差(Differential minimum mean square error,DMMSE)准则的自适应多用户检测算法。该算法根据相邻接收符号幅度变化的比率变化自适应调整横向滤波器的权系数,从而不需要通过训练比特开销跟踪信道状态信息的方式来抑制多址干扰。仿真结果表明,在存在多普勒频移的传播环境下,DMMSE算法的误码性能优于现有的自适应最小均方误差(Minimum mean square error,MMSE)算法。     

空间特征的累量域估计算法及其在智能上行多波束形成中的应用

在智能天线系统中,空间特征估计是实现空分多址的关键问题之一。本文提出了一种基于累量的多用户空间特征估计算法,并将该算法用于智能天线中智能上行的实现。该算法既不依赖于信号的的具体结构也不依赖于信道的模型假设,构造了累量域空间特征矩阵,通过对空间特征矩阵的特征分解得到各用户信号的空间特征估计。并以此为基础,设计了用于上行多波束成形的空间滤波器组,实现了上行多用户信号的分离。仿真实验表明,空间滤波器的响应可用于多用户相干源的波达方向估计。     

Capacity and outage analysis of a dual-hop decode-and-forward relay-aided NOMA scheme

Non-orthogonal multiple access (NOMA) is regarded as a candidate radio access technique for the next generation wireless networks because of its manifold spectral gains. A two-phase cooperative relaying strategy (CRS) is proposed in this paper by exploiting the concept of both downlink and uplink NOMA (termed as DU-CNOMA). In the proposed protocol, a transmitter considered as a source transmits a NOMA composite signal consisting of two symbols to the destination and relay during the first phase, following the principle of downlink NOMA. In the second phase, the relay forwards the symbol decoded by successive interference cancellation to the destination, whereas the source transmits a new symbol to the destination in parallel with the relay, following the principle of uplink NOMA. The ergodic sum capacity, outage probability, outage sum capacity, and energy efficiency are investigated comprehensively along with analytical derivations, under both perfect and imperfect successive interference cancellation. To inquire more insight into the system outage performance, diversity order for each symbol in the proposed DU-NOMA is also demonstrated. The performance improvement of the proposed DU-CNOMA over the conventional CRS using NOMA is proved through analysis and computer simulation. Furthermore, the correctness of the author's analysis is proved through a strong agreement between simulation and analytical results.     

基于神经网络量子算法的多用户检测器

利用遗传量子算法和Hopfield神经网络，提出了一种融合两种算法优点的神经网络量子算法，并将其应用到CDMA通信系统的多用户检测问题中。所提算法把神经网络嵌入到遗传量子算法的每一代中，可进一步提高量子种群的适应度函数值。通过混合神经网络到GQA中，还可加快GQA的收敛速度进而减少算法的计算复杂度。另外，GQA所提供的良好初值改善了HNN的性能，嵌入的HNN也提高了GQA的性能。仿真结果证明了该方法的抗多址干扰能力和抗远近效应能力都优于传统检测器和一些应用智能算法的多用户检测器。