异构无线网络中基于多用户分集的协作频谱感知算法

研究了协作通信与认知无线电的结合,针对TD-SCDMA系统和WiMAX系统组成的异构无线网络,提出了一种基于多用户分集的协作频谱感知机制.根据该算法,WiMAX用户被分成若干个簇,选择每个簇内瞬时信道条件最好的WiMAX用户协作检测频谱,并利用软硬结合的判决手段,既保证检测性能,又不增加复杂度.分析和仿真表明,该算法一方面保证了频谱检测的可靠性,降低了虚警概率,另一方面减少了通信开销,提高了判决消息传输的可靠性,达到了提升频谱利用率的目的.     

基于压缩感知的多中继协作通信系统稀疏信道估计算法研究

提出了一种基于压缩感知理论的多中继协作通信系统稀疏信道估计方法.采用正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit,OMP）压缩感知算法,对时域信道脉冲响应进行估计.对多中继协作通信系统进行稀疏建模;结合压缩感知理论构建观测矩阵,并给出卷积信道的稀疏表示;利用压缩信道感知算法重建了系统的卷积复合信道.仿真结果表明,与传统的最小二乘法（Least Square,LS）相比,采用压缩感知理论的信道估计算法,能利用较少的导频信号获得很好的信道估计性能,提高了频谱利用率.     

认知无线电系统中的两判决门限能量检测算法

基于传统单门限能量检测算法,提出了一种适用于认知无线电系统的两门限能量检测算法.在算法分析中定义了两个性能指标,即认知用户和主用户间的碰撞概率以及限制认知用户对频谱使用的限占概率.理论分析与仿真结果表明,与传统单门限能量检测算法相比较,两门限能量检测算法降低了认知用户和主用户间的碰撞概率,同时也引起限占概率的增加,即该算法能够在牺牲部分频谱效率的条件下,明显降低认知用户对主用户的干扰,保证了主用户使用频谱的优先权.     

OFDMA系统资源优化综述

在正交频分多址(OFDMA)系统中,有效的资源分配可以充分发挥系统性能.目前的资源优化主要分为频谱效率优化与系统能效优化两个方面.频谱效率优化即在给定的总功率下,最大化系统总容量;系统根据信道状态信息,分步对子载波和功率进行分配.根据不同的业务需求,频谱效率优化又细分为仅考虑频谱效率的优化以及考虑用户公平性与复杂通信环境下的优化.系统能效优化是在保证系统总容量的同时,降低系统的总功率消耗.能效优化算法采用了分式规划、约束条件松弛与拉格朗日对偶分解等最优化理论的方法进行资源分配的优化.在加入不同约束的考虑下,能效优化算法分为保证用户公平性、回程线路容量、通信安全等不同的能效优化方案.但是,这两方面的资源优化对不完整信道信息的情况考虑较少,对于多业务的资源分配,未能针对业务多样性进行高效资源优化.另外,资源优化在跨层资源分配上仍有不足.     

互补随机子梯度分布式认知无线电功率分配

频谱作为一种有限资源,随着无线通信服务和器件的日益增多,频段越来越稀缺,认知无线电是有效提高频谱利用率的解决方法之一.认知用户利用授权系统的固有反馈信息,合理设置认知用户的发射功率,两个通信系统能够同时工作,提高了频谱效率,并控制对授权用户造成的干扰.在不需要主动合作的前提下,该文提出了适合认知无线网络的互补随机子梯度分布式功率控制算法(CSDPC),分析了该分布算法的收敛特性,采用互补式的搜索方式,获得了提高收敛速度的有效途径.仿真结果表明,该算法和相关文献比较,收敛时间不到类似算法运算时间的1/10,增强了系统的灵活性,提高了通信容量.     

认知无线电系统的动态双门限协作能量检测算法

认知无线电系统中,认知用户间协作检测有利于提高频谱检测的准确性。基于OR(或)协作方式和多门限能量检测算法,提出了一种动态双门限协作能量检测算法,并根据认知用户接收到的主用户信噪比确定检测门限。理论分析和仿真结果表明,该算法可以有效提高频谱检测概率,降低系统漏检概率。     

基于卡方检验的多天线认知无线网络协作频谱感知算法

研究了基于分集的多天线认知无线网络的频谱感知技术。针对天线独立性会导致已有的基于协方差矩阵的协作频谱感知算法性能急剧下降甚至失效的问题,提出了一种基于卡方拟合优度检验的多天线协作频谱感知算法。该算法将频谱感知问题转化为一个多项分布检验的问题,然后利用卡方拟合优度检验判决频谱是否空闲,从而实现频谱感知。理论分析和仿真表明,该算法的性能不受天线相关性以及噪声不确定度的影响。     

一种改进的保证混合业务服务质量的跨层调度算法

提出一种改进的基于优先级的IEEE 802.16系统跨层调度算法,该算法综合考虑了媒体接入控制(MAC)层的业务服务质量(QoS)要求与无线信道的时变特性,通过动态调整实时轮询(rtPS)业务的优先级加权系数,在保证rtPS业务QoS要求的前提下,增加非实时轮询(nrtPS)业务和尽力而为(BE)业务的调度机会,提高nrtPS业务和BE业务的传输速率.每个连接分配的优先级根据信道和服务状态进行动态更新,每次调度优先级最高的连接.仿真结果表明,该算法能够为不同业务提供QoS保证,同时有效提高了频谱利用率和系统吞吐量.     

基于主用户行为的多天线频谱共享

本文考虑认知无线电系统中主用户的行为的变化,提出基于主用户行为的多天线频谱共享方案,并针对频谱共享的覆盖和平铺两种不同的接入方式,分别提出系统频谱共享优化算法。通过仿真,结果表明新的频谱共享优化算法在保护主用户的前提下提高了认知无线电系统性能。     

基于gOMP算法的FBMC水声通信信道估计方法

传统基于训练序列及块状导频结构的滤波器组多载波（Filter Bank Multicarrier,FBMC）信道估计方法花费额外的频谱资源,这在频谱资源较为紧张的水声通信环境中具有一定的局限性。针对这一问题并结合水声信道稀疏性的特点,文章提出了一种基于压缩感知的离散导频结构FBMC信道估计方法。首先基于等效导频能量最大化的思想,设计了一种新的离散导频结构来解决FBMC系统信道估计时存在的固有虚部干扰问题;然后配合该结构,提取出导频处的接收信息并利用重构效果优良的压缩感知gOMP算法对水声信道进行重构。该方法在保证水声信道估计精度的同时有效提高了FBMC系统的频谱利用率,改善了水声通信的性能。仿真结果表明,文中所提方法相较于传统方法在估计精度和频谱利用率方面具有一定的优越性。