快衰落环境下OFDM子载波间干扰抑制算法

针对高速移动环境下多普勒频偏造成移动信道的快衰落和正交频分复用(OFDM)系统中子载波间干扰(ICI)问题,提出了一种适合快衰落环境的OFDM系统子载波间干扰抑制算法．采用接收符号移位抵消方式消除符号子载波对远处其他子载波的干扰,再运用频域邻道干扰滤波方式消除其对相邻子载波的干扰,而快衰落的时变信道特性采用梳状导频方式跟踪估计．利用移位抵消后特殊的子载波间干扰分布特性,简化了信道传输矩阵以及邻道干扰抵消算法．通过合理设计训练符号,提高了在ICI环境下信道估计的准确性,从而获得带宽效率和复杂度的均衡．仿真结果表明,该算法可有效改善ICI对OFDM系统性能的影响．     

相关瑞利信道下VBLAST-OFDM的子载波分配算法

针对多用户垂直贝尔实验室分层空时-正交频分复用(VBLAST-OFDM)下行链路,以系统吞吐量最大化为优化目标,给出一种在相关瑞利衰落信道下基于部分信道状态信息(CSI)的子载波分配算法.该算法充分考虑到实际通信系统中CSI的反馈过期和信道的空间相关性对系统性能的影响,分别采用均值反馈的时域相关性模型和克罗内克(Kronecker)模型进行分析,从而得到相应的子载波分配原则.实验结果表明,该算法不仅能有效地反映天线相关矩阵中相关系数以及延时反馈参数对系统吞吐量的影响,且与未利用均值反馈模型的子载波分配相比具有明显的优越性.     

认知无线电系统转移接入概率的动态子载波分配

针对认知无线电系统可用子载波的动态变化,提出一种基于接入概率的动态子载波分配方法. 该方法通过控制认知用户在子载波上的接入概率最大化系统的吞吐量,保证了用户的服务质量需求. 为简化求解过程,提出一种基于接入概率转移的启发式算法,该算法可将子载波接入概率在用户间转移,直至所有用户的速率需求都得到满足. 仿真结果表明,在瑞利衰落信道环境下启发式算法能得到全局最优解. 同时,与现有动态分配方法和载波侦听多路接入方法相比,新方法能有效地提高系统吞吐量性能.     

MIMO-OFDMA系统下行链路的一种自适应资源分配方案

为了在MIMO-OFDMA系统中利用延时的信道状态信息极大化系统吞吐量,提出了一种结合正交空时分组码与特征波束形成的传输方案,并在上述传输方案中提出一种低复杂度的两步子载波分配算法.首先根据用户平均信道质量与速率需求分配带宽,然后遵循标定星座距离最小的准则依次将各子载波指派给用户,获得多用户分集增益.最后在子载波间分配功率确保达到用户速率要求.仿真结果表明,该方案能充分利用具有时延的信道状态信息和多个发射天线有效提高系统吞吐量.     

TDD LTE预编码码本选择算法

为解决时分双工长期演进(TDD-LTE)系统中预编码码本选择算法计算复杂度高的问题,在基于容量最大化和基于误码率最小为准则的预编码选择算法的基础上,提出了一种基于信道奇异值分解的预编码选择算法.该算法采用信道平均的思想和发射信号有效功率最大化的准则,在不损失吞吐量性能的前提下,大大降低了算法复杂度.仿真结果表明,该算法所需的计算量只有上述传统算法的26%～33%,而吞吐量性能损失不大.     

MIMO-OFDM系统中的子载波间干扰消除

推导了一种在快衰落频率选择性信道下适用于多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)技术的系统模型.应用这个模型,分析了信道在一个传输符号内的时变特性带来的影响,它破坏子载波间的正交性,从而引起严重的子载波间干扰(ICI).针对这一问题,提出一种频域迭代子载波间干扰消除算法.通过将信道传输矩阵分离为数据部分和ICI部分,首先利用迫零算法获得发送信号的初始估计值,由信道的ICI矩阵生成干扰信号,从接收信号中减去干扰,之后利用数据矩阵和并行干扰抵消算法来消除不同发送天线上相同子载波的多流干扰.仅考虑邻近18个子载波带来的干扰,在其性能与原算法几乎相同的条件下,可以极大地降低计算复杂度.仿真结果表明该算法在不同的多普勒频移条件下能有效消除子载波间干扰,并且在低信噪比下逼近准静态信道下系统的性能.     

无线协作多播系统中基于中断概率的资源优化算法

在基于OFDMA的无线协作多播系统中,当只有用户的平均信道信息可利用时,由于信道瞬时衰落的影响,不能保证所有多播数据成功传输。因此为了达到有效可靠传输的目的,本文采用协作分集技术,创新点在于,提出了在最小化多播传输中断概率时的联合子载波和功率分配优化算法。在子载波分配阶段采用了比例协作子载波分配算法,来实现吞吐量和公平性的折中。在功率分配阶段采用迭代功率分配算法来有效利用有限的功率。仿真结果显示本文提出的协作算法的中断概率明显小于传统非协作算法;在协作算法中有功率分配算法的中断概率小于没有功率分配算法的。因此说本文提出的资源优化算法能很好的克服信道瞬时衰落的影响,保证多播数据的成功传输。     

基于无迹卡尔曼滤波的双选信道估计方法

针对高速移动场景中由于信道存在时频域选择性衰落(双选衰落)导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)通信系统受到子载波间干扰而使通信质量下降的问题,采用基扩展信道模型,在消除子载波间干扰(inter carrier interference, ICI)影响的同时节约信道估计算法的空间复杂度。针对基扩展模型(basis expansion model, BEM)下的非线性信道状态空间模型,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)方法进一步跟踪信道响应提升信道估计精度。仿真分析表明,本研究所提方法能够有效提升信道估计的精度,相对于传统算法具有更好的误码率性能和鲁棒性。     

基于无迹卡尔曼滤波的双选信道估计方法

针对高速移动场景中由于信道存在时频域选择性衰落(双选衰落)导致正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)通信系统受到子载波间干扰而使通信质量下降的问题,采用基扩展信道模型,在消除子载波间干扰(inter carrier interference, ICI)影响的同时节约信道估计算法的空间复杂度。针对基扩展模型(basis expansion model, BEM)下的非线性信道状态空间模型,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter, UKF)方法进一步跟踪信道响应提升信道估计精度。仿真分析表明,本研究所提方法能够有效提升信道估计的精度,相对于传统算法具有更好的误码率性能和鲁棒性。     

一种低复杂度LMMSE信道估计算法

针对传统线性最小均方误差(LMMSE)信道估计器矩阵求逆运算复杂度大的问题,提出了一种以相关带宽为准则提取信道自相关矩阵主要信息的子阵分块算法.根据信道相关带宽所计算的分块尺度将信道自相关矩阵分割为若干子块,包括非重叠分块法和重叠分块法.运算求逆过程中仅利用表征信道主要信息量的低频对角子阵,而忽略其他表征信道高频信息的子阵,可有效降低LMMSE算法中大的自相关信道矩阵求逆运算所带来的复杂度.该算法在频率选择性慢衰落信道下,与LMMSE和低秩估计算法进行了相关性能及运算复杂度对比分析,结果表明,该算法能以较微弱的性能代价换取系统复杂度的明显降低.     

OFDM系统用户上行有效吞吐量最大化算法

为了最大化OFDM系统用户上行链路的有效吞吐量,提出了一种新的用户上行资源分配策略.与传统策略相比,该策略通过引入自适应的子载波分段数和数据包OFDM符号数,增加了设计自由度.为降低计算复杂度,有效吞吐最最大化问题被分解为2个较简单的子问题,即用户有效资源分配和数据包参数设置.针对这2个子问题,分别通过分析目标函数的单...     

两跳OFDM-AF接力系统中的子载波配对技术

分析了基于放大前传的两跳正交频分复用接力系统.针对因信号在两跳过程中被置于相同子载波传输而限制系统性能的问题,提出了子载波配对技术,并采用匈牙利算法提出了最优配对方案.进一步提出了基于子带的子载波配对方案.仿真结果表明,子载波配对技术能为系统带来约5dB的增益;基于子带的子载波配对的增益略低,但能大大降低信令开销.     

比例公平保证的MIMO-OFDM系统能效资源分配

针对下行多输入多输出-正交频分复用( MIMO-OFDM)系统,提出了满足在总功率限制和用户比例公平性约束下,使系统能量效率最大化的资源分配算法。为了降低计算复杂度,提出了两步优化的次优子载波和功率分配算法。第1步由子载波共享和平坦衰落假设得到估计的能效发射功率,并采用等功率分配方法完成子载波分配;第2步在子载波分配基础上完成能效最优的功率分配。仿真结果表明,所提算法以较低的复杂度逼近最优算法的性能,并且在保证用户比例公平性的同时带来明显的能效提升。     

多蜂窝系统下行多用户CoMP中一种次优的子载波和功率分配算法

针对传统的协作多点传输/接收(CoMP)系统中蜂窝中心用户和边缘用户在子载波分配过程中出现的分配不公平和未考虑可变功率因素的问题,提出了一种次优的旨在最大化扇区内所有用户吞吐量的子载波和功率分配算法.该算法将蜂窝边缘用户可使用的频率资源扩展到蜂窝所在的整个频段,同时蜂窝中心用户和边缘用户在整个频段上通过正比公平算法竞争最优的子载波资源,用以保证用户的公平性,然后根据最优化目标函数和得到的子载波分配算法,对小区内的所有用户进行最小速率和正比公平限制,利用拉格朗日乘子法计算出了分配给每个用户的功率.仿真结果显示,该算法可以显著提高所有用户的公平性和吞吐量.     

OFDMA分布式天线系统下的比例公平资源分配算法

提出了一种正交频分多址（OFDMA）分布式天线系统下的子载波和功率分配算法,该算法在满足用户比例速率要求、天线独立功率限制要求下,使系统的总等效容量最大化. 通过把多维天线下的资源分配问题分解为独立单天线下的子优化问题,有效地降低了算法复杂度. 仿真结果表明,该分配算法能较好地满足比例公平的速率要求;相对于集中式天线系统和固定FDMA分配方式,均有较大的容量提升.     

A Utility-Based Scheduling Scheme for MIMO-OFDMA Downlink Systems

In this paper, a utility-based feedback delay-aware and buffer status-aware （FABA） scheduling scheme is proposed for downlink multiuser multiple-input multiple-output orthogonal frequency-division multiple-access （M1MO-OFDMA） systems. The FABA scheme allocates subcarriers to multiusers with an objective of not only maximizing the total system capacity but reducing the system packet loss rate as well. We design a utility function which consists of a feedback estimate module, a proportional fairness module and a buffer monitoring module. The feedback estimate module is used to improve the system throughput by utilizing the Automatic Repeat-reQuest （ARQ） feedback information to combat the fast time-varying fading condition. The proportional fairness module can guarantee the scheduling fairness among users, and the buffer monitoring module can utilize the transmitting buffer status information to avoid high packet loss rate of the system caused by the system congestion. The FABA scheme then formulates the scheduling problem into a problem of overall system utility maximization. We solve the problem by using a heuristic algorithm with low computational complexity. The simulation results show that the proposed FABA scheme outperforms the existing algorithms in terms of the system throughput and the packet loss rate and can also ~uarantee the fairness demand among, users.     

一种基于无约束最优化的多用户检测算法

在码分多址（CDMA）系统中提出了一种基于无约束最优化的近最大似然多用户检测算法。最大似然检测算法可以看成是一个具有约束条件的组合优化问题,所提出的算法通过放松这个组合优化问题的约束条件,将最大似然检测算法转化成为一个无约束最优化问题,并利用无约束最优化问题的解来近似得到最大似然解。数值结果显示：无论在加性高斯白噪声信道（AWGN）下,还是在随机时变多径信道下,该算法都与最大似然检测的性能都十分接近,同时其复杂度在用户数比较大时仅与线性检测算法相当。     

快衰落信道下MLSD接收机的简化

针对快速Rayleigh衰落信道下，逐幸存路径最大似然序列检测（MLSD）接收机中过于复杂的计算量问题和实时信道跟踪难题，综合采用了简化的Kalman信道跟踪算法和减状态的逐幸存路径(RSSE-PSP) Viterbi算法，实现了更简化的最大似然序列检测接收机。仿真结果表明，这种简化了的Kalman-RSSE-PSP最大似然序列检测接收机，具有相对较低的计算复杂度，误码率性能也优于同衰落率条件下采用递归最小二乘（RLS）-RSSE-PSP算法的最大似然序列检测接收机。     

Fair data scheduling in OFDM wireless networks based on maximizing utility

This paper proposes a joint layer scheme for fair downlink data scheduling in multiuser OFDM wireless networks. Based on the optimization model formulated as the maximization of total utility function with respect to the mean waiting time of user queue,we present an algorithm with low complexity for dynamic subcarrier allocation (DSA). The decision for subcarrier allocation was made according to delay utility function obtained by the algorithm that instantaneously estimated both channel condition and queue length using an exponentially weighted low-pass time window and pilot signals respectively. The complexity of algorithm was reduced by varying the length of the time window to make use of time diversity,which provided higher throughput ratio. Simulation results demonstrate that compared with the conventional approach,the proposed scheme achieves better performance and can significantly improve fairness among users,with very limited delay performance degradation by using a decreasing concave utility function when the traffic load increases.     

多元LDPC码的动态扩展最小和译码算法

多元LDPC码采用扩展最小和(EMS)算法进行译码时,若消息向量长度取值过小,则性能相对其采用多元和积算法(QSPA)有很大损失．针对该问题,提出了一种动态扩展最小和(D-EMS)译码算法．首先,基于Monte Carlo方法研究了消息向量中有效似然值在各GF(q)符号间的分布,得出随着译码迭代次数的增加,有效似然值逐渐集中于少部分符号．因此,D-EMS译码算法先将消息向量长度设为n_m1,一定迭代次数后再将其截短为n_m2,这样译码复杂度可得到有效降低．同时,为了降低译码器实数比较运算复杂度,D-EMS算法校验节点基本步骤采用检泡(BC)算法．复杂度分析和仿真结果表明,在合理的参数设置下,D-EMS算法在有效降低EMS算法译码复杂度的同时,其性能在AWGN和Rayleigh衰落信道下均逼近相应EMS算法,因此可有效应用于基于多元LDPC码的实际通信系统．