基于安全中断概率的D2D安全接入策略

针对D2D蜂窝系统通信安全性受资源限制的问题,考虑到蜂窝链路和D2D链路的同频干扰能够为两者带来安全增益,基于此,提出一种基于安全中断概率的D2D用户接入策略。首先理论分析了蜂窝用户和D2D用户的安全中断概率,并给出了基于安全中断概率最小化的D2D用户功率优化算法。在上述分析的基础上,选择安全中断概率最小的D2D用户接入复用蜂窝用户的无线资源,同时提高D2D通信链路和蜂窝上行链路的安全性。最后,仿真结果证明了所提算法的有效性。     

基于频分的MC-CDMA多用户系统

对多载波码分多址系统的多用户接收进行了研究,提出了基于频分的多载波码分多址(FD—MC—CDMA)系统,它是在MC—CDMA基础上结合FDMA的思想,发射端为每个用户分配一个特定的子载波集进行数据传输,减少相同子栽波上所叠加用户的数目;接收端使用最大似然检测器,利用所有接收信号进行多用户联合检测。该系统与传统的MC-CDMA系统相比有保证频率分集增益的同时降低多址干扰、有效利用多用户信息的优点。经过在Matlab平台上的仿真,结果表明,在频率选择性衰落信道和相同接入用户数的情况下,该系统与传统的MC—CDMA系统相比拥有更低的误码率,并且误码率随着用户数的增加呈阶梯状的缓慢递增。     

多用户MIMO系统中一种基于一位反馈信息的调度算法

针对多用户MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)无线通信系统潜在的多用户分集增益,该文提出了一种基于一位反馈信息的多用户调度算法.理论分析表明,设置合理的门限可以从统计意义上最大化系统平均频谱效率.同时,该文从理论上对最优门限的选择进行了分析.仿真结果表明所提算法可有效利用多用户分集来提高系统的频谱性能.     

低复杂度迭代干扰消除的OFDMA初始测距算法

针对现有正交频分多址(OFDMA)系统初始测距算法检测性能不佳以及复杂度过高的问题,该文提出一种低复杂度迭代干扰消除的多用户初始测距算法。该算法采用迭代并行干扰消除方法,在接收端按照最大功率准则并行检测活动测距用户的有效径,利用估计出的有效径参数信息来减小信道估计中的干扰,再通过重构和并行消除多用户测距信号。计算机仿真结果表明,与连续多用户检测(SMUD)干扰抵消算法相比,当信噪比为9 dB,且一个测距时隙内测距用户数为8时,所提算法的复杂度大约是SMUD的25%,检测性能大约提高了5%。     

基于连续干扰消除的毫米波MIMO系统混合预编码算法

该文研究多用户毫米波MIMO系统的混合模数预编码器和合并器设计。针对因信号传播漫散射造成的多用户间信号干扰问题,提出一种基于连续干扰消除(SIC)的鲁棒混合预编码算法。首先对信道矩阵进行正交分解,以消除来自已知用户信号的干扰,从而将含有非凸约束的多用户链路优化问题分解为多个单用户链路优化问题。然后采用相位提取算法逐个求解每个用户的最优传输链路,并结合最小均方误差(MMSE)准则求得多用户混合预编码矩阵。仿真结果表明,与现有的混合预编码算法相比,所提算法在强干扰环境下具有显著的性能优势。     

基于非正交多址接入系统的多用户分组优化算法

用户分组算法作为非正交多址接入(NOMA)的关键部分,对系统吞吐量和用户公平性具有重要影响。当用户数量和可用的资源增加时,用户分组的最佳调度将变得不可行,该文提出一种子带间多用户分组优化算法。该算法首先根据用户信道增益差异和子带复用用户数限制条件进行多用户初始分组处理,减小用户搜索空间,然后逐步完成初始分组用户间的优化组合,以几何平均用户吞吐量最大为用户分组准则,进一步提升小区边缘用户的吞吐量。仿真结果表明,所提算法与传统的用户分组算法相比,系统总吞吐量和几何平均用户吞吐量性能提升均超过3%。     

一种低复杂度的多用户分集调度算法

利用多用户分集增益可以显著的提高系统容量,但最大化吞吐量的调度算法会导致用户不公平的占用资源,比例公平算法在损失较大容量的条件下可以让用户公平的分享资源。本文重点考虑多用户分集系统中的系统容量和公平性的折中,结合最大化吞吐量和比例公平调度算法的思想,提出一种低复杂度的加权调度算法,并推导出门限反馈和全反馈时的系统容量和公平性的理论表达式。仿真结果表明,所提算法在损失较少容量的同时,可以保持较高的公平性。并且在用户数较少的同时,性能优于已有的折中算法,而在用户数较多时,可以通过设置反馈门限来降低用户的反馈开销,同时不会带来容量和公平性的损失。     

非正交多脉冲调制的QR分解多用户检测

针对加性高斯白噪声信道下的多用户非正交多脉冲调制系统,提出了基于QR分解的非相干判决反馈多用户检测器。该检测器通过QR分解矩阵变换,利用功率较强用户的判决信息来进行干扰抵消,可以有效消除用户间的多址干扰。而在各用户内,针对多脉冲调制技术,提出了一种线性解相关运算来进行非相干检测。同时,考虑解相关运算中矩阵求逆的复杂度比较高,进一步提出了一种软干扰抵消检测器。仿真结果表明所提的两种多用户检测算法可以有效消除非正交调制所造成的多址干扰,极大地提高功率较弱用户的性能,并且所提软干扰抵消检测器通过避免矩阵求逆降低了计算复杂度,同时检测性能没有损失。      

不完全信道状态信息条件下多用户Turbo-BLAST迭代检测算法

该文将空时多用户检测技术和Turbo-BLAST方案相结合,构造了基于CDMA技术的多用户Turbo- BLAST系统模型,提出了不完全信道状态信息条件下的解相关算法和迭代检测算法。在发送端将V-BLAST结构与CDMA技术相结合实现多路复用,在接收端利用空时多用户检测算法去除用户间干扰,得到期望用户的接收信号,然后采用考虑信道估计误差的软干扰抵消迭代检测算法,对期望用户的接收信号进行检测以去除天线间干扰。仿真结果说明,所提算法对于多用户Turbo-BLAST系统是有效的,可在不增加复杂度的条件下达到良好的迭代效果。     

DS-PAM UWB系统多址性能研究

在加性高斯白噪声信道和多用户干扰条件下,介绍了DS-PAM UWB信号及基于高斯近似法的DS-PAM UWB系统的多址接入误比特率公式,然后分析了影响DS-PAM UWB系统多址接入性能的因素.结果表明,随着用户比特速率和接入用户数的增加,系统的误比特率也增加,而增大重复码长度可降低系统误比特率.     

无人机短包通信中基于NOMA传输的安全性能分析

针对物联网（IoT）通信的低延时需求,为了保证数据传输的灵活性,本文构建一种基于短包传输的无人机（UAV）通信网络。由于非正交多址接入（NOMA）技术能够增加可服务的地面用户数量,故将该技术应用到无人机短包通信（UAV-SPC）系统中可以解决多用户的安全传输问题。与正交多址（OMA）技术相比,NOMA可有效提高用户接入公平性和频谱利用率,因此被广泛用于下行链路的通信传输。为解决复杂的安全传输问题,首先证明在功率和译码错误率约束的条件下,分别存在最优的功率分配,数据传输包长和系统传输比特数使目标用户的平均安全吞吐量最大。在此基础上,通过本文所提算法得到安全传输问题的优化解。实验结果验证了该算法的稳定性和可行性。此外,与基准方案相比,本文所提方案可有效降低短包传输的通信时延,提高系统中目标用户的平均安全吞吐量。     

基于非正交多址的室内可见光通信系统性能优化方法

室内可见光通信(Visible Light Communication, VLC)系统常用的非对称限幅光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, ACO-OFDM)与直流偏置光OFDM(DC-biased Optical OFDM, DCO-OFDM)采用加循环前缀、信道均衡和载波复用等方法解决信道干扰及多用户复用问题,但均以牺牲有效性为代价。非正交多址(Non-orthogonal Multiple Access, NOMA)通过功率域复用提高频谱利用率,利用串行干扰消除(Successive Interference Cancelling, SIC)进行多用户信号处理,有效兼顾可靠性与有效性。将NOMA应用于室内可见光系统,建立基于NOMA-DCO-OFDM的可见光信号传输及信道增益模型。通过功率域多用户信道差异计算信道增益,进行功率分配实现功率域复用,提高系统容量和通信速率;利用SIC按功率分配算法对用户逐一解调,减弱信道干扰,提高可靠性。通过理论分析和仿真实验验证表明:该系统的通信速率达到6.8×107 bit·s?1,且合速率受用户数量的影响不显著。2用户下,误码率(Bit Error Rate, BER)为10?4时用户1有5.2 dB左右的性能提升,用户2有2.3 dB左右的性能提升,通信可靠性也明显提高。     

基于短包通信的NOMA下行链路安全传输

面向物联网业务中的低时延需求,将短包通信(SPC)和非正交多址接入(NOMA)技术相结合,针对存在窃听者的情况研究多用户NOMA系统中的安全传输问题.以最大化弱用户的安全吞吐量为目标,考虑用户译码错误概率约束、总功率约束和功率分配约束,提出了一种低复杂度的功率分配方案实现系统安全传输.为解决复杂的目标函数和不可靠的串行...     

毫米波下行多用户系统安全混合波束成形算法

毫米波混合波束成形结构受到日益广泛的认可,但缺乏以安全性为着眼点的混合波束成形算法研究,特别是当窃听者具有多用户译码能力时,系统安全性能无法得到保障。针对上述问题,该文基于人工噪声辅助的思想提出一种毫米波下行多用户系统安全混合波束成形算法。首先,将混合波束成形矩阵的模拟部分和数字部分解耦合独立求解,在充分考虑信道特性的基础上,通过最大化用户接收信号能量和迫零思想分别设计有用信号的模拟和数字波束成形矩阵;然后,通过SVD分解设计人工噪声的基带数字预编码矩阵,将人工噪声置于合法用户零空间。仿真结果表明,人工噪声辅助的安全混合波束成形算法有效解决了存在具有多用户译码能力窃听者时系统的安全问题。     

一种面向CR-NOMA系统的动态功率分配算法

在密集小区的认知无线电非正交多址（cognitive radio non-orthogonal multiple access, CRNOMA）网络场景下,针对用户采取Underlay方式复用时信道频带利用率低的问题,提出了一种基于能效的组合用户动态功率分配算法.该算法在保证主用户服务质量前提下,基于用户之间的干扰和信干噪比,优化了组合多用户的接入方案,使信道接入用户数量最大且提高了频带利用率.同时,根据增益排序下的功率差额配比改进了剩余功率再分配方案,使空闲功率重新利用更加合理和有效.仿真结果表明,本文算法可以有效实现接入用户数量最大化的同时提高了频谱利用率.     

基于SLNR准则的MU-MIMO下行链路的预编码与用户调度

在多用户MIMO（MU-MIMO）系统的下行链路中,为了降低用户端的处理复杂度,发射端预编码的设计对多用户MIMO系统的性能非常重要,基于信漏噪比（SLNR）准则的预编码技术由于同时考虑了共信道干扰（CCI）和噪声,提高了系统的性能,但基站同时服务的用户有限,基于信漏噪比最大的用户调度能够合理地选择用户,提高了多用户分级增益,使系统获得更高的系统容量和系统性能。仿真结果表明,基于SLNR准则的多用户预编码在系统容量和误码率方面要优于单一考虑CCI的迫零预编码（ZF）和单一考虑噪声的最大化每个用户接收到信号的信噪比预编码（MRT）。在采用SLNR预编码的条件下,信漏噪比最大的用户调度系统性比轮询调度和最大信道增益调度好,并且随着待选用户数的增多,不会给系统的调度策略带来很大的影响。     

Compressive sensing power control for interference management in D2D underlaid massive MIMO systems

This paper introduces a sparsity controlled multiple random access scheme for efficient user scheduling in Device-to-Device (D2D) underlaid massive MIMO systems. In order to both avoid collision and enhance the Energy Efficiency (EE) of two-tier Heterogeneous Cellular Networks (HCNs), a unified Compressed Sensing (CS) based interference management strategy is proposed which guarantees concurrent cellular and D2D multi-user transmissions without collision. Specifically, supposing the natural sparsity in practical fifth generation (5G) scenarios and employing the sparse signal processing techniques, an analytical random access based model is adopted where provides several user scheduling and channel gain constraints to permit user identification, channel estimation and data decoding simultaneously. Furthermore, by developing a tractable tradeoff between the total power consumption and overall throughput of D2D tier, the transmission power is optimized such that the EE of D2D tier is maximized. Numerical simulations demonstrate the effectiveness of suggested approach to improve the collision avoidance capability and EE of D2D underlaid massive MIMO systems, even for crowded scenarios where the sparsity constraint does not meet sufficiently.     

Multi-user detection for DS-CDMA communications

Direct-sequence code-division multiple access (DS-CDMA) is a popular wireless technology. In DS-CDMA communications, all of the users' signals overlap in time and frequency and cause mutual interference. The conventional DS-CDMA detector follows a single-user detection strategy in which each user is detected separately without regard for the other users. A better strategy is multi-user detection, where information about multiple users is used to improve detection of each individual user. This article describes a number of important multiuser DS-CDMA detectors that have been proposed     

An overview of scheduling algorithms in MIMO-based fourth-generation wireless systems

In this article an overview of the scheduling algorithms proposed for fourth-generation multiuser wireless networks based on multiple-input multiple-output technology is presented. In MIMO systems a multi-user diversity gain can be extracted by tracking the channel fluctuations between each user and the base station, and scheduling transmission for the "best" user. Based on this idea, several opportunistic scheduling schemes that attempt to improve global capacity or satisfy users with different QoS requirements have been proposed. Transmit beamforming procedures aimed at increasing the channel fluctuations have been proposed. The simultaneous exploitation of both spatial and multi-user diversity is not straightforward; however, it may be achieved by a refined selection of the "best" user. In addition, a multiple access gain can be obtained from a simple SDMA/TOMA system. Finally, several resource allocation schemes are discussed for this hybrid multiple access system.     

A co-channel interference cancellation technique using orthogonalconvolutional codes

This paper proposes a new parallel co-channel interference cancellation technique which utilizes orthogonal convolutional codes. Co-channel interference (CCI) limits the performance of a spread spectrum multiple access communication link. Several CCI cancellation techniques have been proposed to remove this interference. Of particular interest are techniques which do not require the receiver to have knowledge of the cross-correlation between user sequences. These techniques reconstruct the CCI based on the initial decisions regarding the signals from the other users. However, these techniques leave residual interference after cancellation caused by errors in these initial decisions. To improve the initial decisions and reduce the residual interference, our proposed scheme utilizes the error correcting capability of orthogonal convolutional codes. This paper evaluates the performance of this scheme. We show that, given a processing gain of 128 for up to about 40 users, the performance of the proposed CCI canceller approaches the performance of a system without multi-user interference. We also show that the proposed CCI canceller offers an improvement in capacity by a factor of 1.5~3 over that of a conventional canceller