基于DF中继协作的车联网安全传输性能研究

5G时代的到来加快了以车路协同为核心的车联网技术的发展脚步。高效，可靠，安全的通信质量将是实现智能交通管理系统，完善智慧出行的基本要求。因此，针对存在信息窃取者的车联网中继协作传输场景，利用机会式中继选择策略与最大比合并技术设计了直接传输链路与多跳中继转发链路共存的安全传输方案，旨在提高信息传输的可靠性及安全性。同时，在获得信道概率密度函数及累积分布函数的基础上，利用全概率公式等方法推导出基于DF(Decode-Forward)中继协作传输的车联网系统安全中断概率的闭合表达式，其中涉及的信息传输信道均服从Nakagami-m分布，提高了理论推导的难度。最终的仿真实验证实了理论推导的准确性及本方案的可行性。      

大规模MIMO OFDMA下行系统能效资源分配算法

针对大规模多输入多输出（MIMO）正交频分多址(OFDMA)下行移动通信系统,提出了一种基于能效最优的资源分配算法。所提算法在采用迫零(ZF)预编码的情况下,以最大化系统能效的下界为准则,同时考虑每个用户的最低速率要求,通过调整带宽分配、功率分配和基站天线数分配来优化能效函数。首先根据优化条件提出了一种迭代算法确定每个用户的带宽分配,然后利用分数规划的性质并采用凸优化方法,通过联合调整基站端的发射天线数和用户的发射功率来优化能效函数。仿真结果表明,所提算法在较少迭代次数的同时能够取得较好的系统能效性能和吞吐量性能。     

基于能效最优准则的双跳中继网络功率分配算法

针对单天线多跳系统中的资源分配策略进行了研究,重点研究了基于能效最优的功率分配算法。所提算法以系统能效最大化为设计目标,以满足指定的系统服务质量(QoS, quality of service)为约束条件,建立了以源节点和中继节点发射功率为设计变量的数学优化模型。通过大信噪比区间近似等效,将原始的非凸优化问题转化为凸优化问题。再利用拉格朗日对偶函数凸优化算法,并借助于Lambert 函数,最终得到一种功率分配方案的闭合形式解,避免了采用交替迭代方法来求解最优化问题。相比传统以系统频谱效率最大化为目标的算法,所提算法能更好地提升系统整体能效,同时降低了功率分配算法的复杂度。     

基于干扰容忍的多小区系统的高效传输协议设计研究

针对多小区边缘用户的干扰问题,设计了两时隙的传输协议,通过采用基于信漏噪比的预编码方案,推导获得所提传输协议下的预编码闭合表达式,并设计了基于非线性最小均方误差的自适应接收机。仿真结果表明所设计的传输协议与传统协议相比具有较大的和速率增益。     

Fountain码编译码算法结构的改进

在LT码的基础上对Raptor码进行了分析。根据IRA码的结构及其线性时间的编译码特性,提出了Raptor码和IRA码相结合的改进Fountain码结构。研究结果表明,该结构既保持了线性的编译码特性又能有效增强信元的恢复能力。利用其它编码技术与Raptor码相结合是今后进一步的研究方向。     

基于干扰消除的异构蜂窝网络中断分析

在异构网络中,小小区可以为宏基站用户提供接入服务,并能够根据自身条件调节传输参数。该文研究在宏基站端干扰消除技术,来消除宏基站到小小区用户的干扰。该文分析了采用此种方案后异构网络下行链路的整体性能,推导了宏基站和小小区用户接收端信噪比的概率密度函数和分布函数。在此基础上,得到了系统整体中断概率的闭合表达式。理论推导和仿真结果表明,干扰消除方案能够有效提升异构蜂窝网络的整体性能。     

VHT WLANs多用户MIMO传输时OBSS干扰问题的解决方案研究

交叠的基本业务集 (OBSS,Overlap Basic Service Set)是无线局域网的主要场景,如何有效地满足OBSS站点的QoS要求成为无线局域网的研究重点之一。而被称为新一代Wi-Fi的VHT(Very High Throughput) WLANs多用户MIMO的引入,使得OBSS场景的干扰问题成为亟待解决的对象。本文在VHT WLANs的草案基础上,针对无线局域网OBSS(Overlap Basic Service Set)站点在新型的多用户MIMO(MU-MIMO)传输机制下的干扰问题提出了三种解决方案。第一种是基于站点信道相关性的分组方法,通过分组使各站点信道之间相互正交或近似正交来达到缓解OBSS站点的强干扰问题,从仿真结果可以看到所提方案BER性能上的优越性;第二种方案是针对需满足QoS要求的OBSS站点,在现有协议基础上提出了一种基于波束方向约束的干扰避免方案,使系统“和速率”有较大的提升,所提方案不仅能够基本解决OBSS站点的强干扰问题,而且只需较小的帧结构修改,容易实现;第三种方案则是利用干扰对齐技术,在假定站点可以同时关联多个AP的场景下,对比了采用干扰对齐方案和传统方案时对OBSS站点性能的影响。论文最后通过仿真验证了三种干扰解决方案的正确性和有效性,为新一代Wi-Fi的应用奠定了坚实的基础。      

基于新一代Wi-Fi的MIMO-OFDM技术研究

无线局域网(WLAN)是计算机网络技术和通信技术完美结合的产物,近年来新一代Wi-Fi标准IEEE802.11ac的出现,使得无线局域网的吞吐量和用户体验获得大幅度提升,而新一代Wi-Fi引入的多用户MIMO(Multiple Input and Multiple Output)技术和带宽扩展技术在提升网络容量的同时也带来了较多问题,本文针对新一代Wi-Fi的物理层关键技术MIMO-OFDM技术进行了研究,通过仿真实验分析了MIMO-OFDM技术在新一代Wi-Fi中所获得的增益。     

中继协同的无线物联能量收集和信息传输算法

本文针对两跳无线物联通信系统,对中继节点利用收集的能量采用功率分流法进行能量收集和信息传输算法进行了设计,其中算法设计是基于能效最大化的优化准则,能效函数定义为瞬时吞吐量与硬件电路总功耗的比值,中继节点利用源节点发送的信号进行能量收集,考虑EARTH计划中实际的功率转换效率和硬件电路损耗的功耗因子,推导了中继协同的无线物联系统能量收集和信息传输的最优功率分配方案的解析解,由于优化问题是非凸问题,为了解决该问题,本文利用高信噪比近似法并通过拉格朗日算法和Lambert W函数获得了优化问题的最优解,数值仿真验证了所提方案的正确性和有效性。