一种针对HSDPA中继系统的比例公平调度算法

由于系统在资源分配上的差异,现有的3GPP长期演进项目的后续演进(Long Term Evolution Advanced,LTE-A)中继系统中的调度算法并不能直接应用于高速下行链路分组接入(High Speed Downlink Packet Access,HSDPA)中继系统。提出了一种适合HSDPA中继系统的比例公平调度算法,并给出了算法流程。通过系统级仿真,比较了该算法与没有中继时的PF调度算法和两层比例公平(THPF)调度算法的性能。仿真结果表明,所提出的调度算法能够在提高用户吞吐率的同时更好地保证用户公平性要求。     

基于中继放大转发的多天线基站下行传输性能分析

研究基站具有多根天线、中继与用户具有单天线的中继放大转发多用户系统,利用正交空时分组编码和机会主义调度策略同时获得空间分集和多用户分集.针对自适应增益和固定增益转发策略,首先导出独立不同分布瑞利衰落下系统中断概率和误码率的闭合表达式;随后根据高信噪比下系统的渐近性能确定系统的分集阶数,分析空间分集和多用户分集对系统性能的联合影响,并与单跳多天线基站下行传输系统进行性能比较;最后利用计算机仿真验证理论分析结果的正确性.     

莱斯信道下分布式大规模MIMO系统基站选择算法的研究

该文考虑一种分布式大规模MIMO系统,假设基站端与用户之间的信道为莱斯信道,研究了该系统中基站选择的算法。首先给出了系统采用匹配滤波和迫零预编码时,用户下行可达速率的闭式表达式,并分析了系统的功率效率性能。然后基于此闭式表达式,以最大化系统的频谱效率为目标,提出了基于增量选择和基于用户优先级的基站选择算法。这两种算法只需要系统获取基站端与用户之间的信道统计特征信息,从而有效降低了系统开销。仿真结果表明,所提出的两种基站选择算法性能仍能逼近最优算法。特别地,当采用匹配滤波预编码且基站端天线数趋于无穷时,基于用户优先级的基站选择算法优于基于增量选择的算法。     

无线多址接入网络编码中继的信道分配算法

无线多址接入中继网络中,用户可选择是否接入中继,同时中继也可选择所服务的用户。在中继处应用网络编码技术可使单个中继同时服务于2个用户共享同一时频资源进行无干扰信息传输。基站采用联合检测方法恢复原始信息,从而得到传输速率的提升。针对多用户多中继场景,为了进一步提升系统的吞吐量,需要为用户选择合适的中继协助其传输,考虑到多址网络编码中继的中继选择问题是一个复杂的优化问题,为了降低其求解复杂度,分别采用基于贪婪准则和考虑用户公平性的信道分配算法进行求解。仿真结果表明,所提信道分配算法相比于随机信道分配可获得较大的性能增益,并且基于贪婪准则的算法性能优于考虑用户公平性的算法。     

基于PF调度的多源多中继协作网络节点选择

针对多源多中继协作网络模型,提出一种公平的节点选择与用户调度方案。出于优化平均信道质量的思想,每个传输时隙,选择信道条件差异最大的两个用户同时进行传输信息。中继节点选择基于PF比例公平调度算法,能保证中继节点处的负载均衡。然后在中继端采用一种网络编码传输方案。最后,与其他2种调度方案相比较仿真系统的误码率性能。     

基于能量采集的译码转发中继系统功率分配算法

本文针对基于能量采集的译码转发（DF）中继蜂窝异构网络,提出了一种系统容量最大化的功率分配算法。中继和用户节点均采集由基站发送的射频信号的能量;利用采集到的能量,通过时分多址方式,用户节点经中继将信息发送给基站。在满足中继和用户节点采集能量的因果性限制及总功率受限条件下,构建了系统容量的优化模型。利用拉格朗日乘子法和KKT (Karush-Kuhn-Tucker)最优条件,为使系统容量最大化,对中继和用户功率进行分配;通过等效信道增益,将中继功率和用户功率联合优化问题简化为用户功率优化问题,然后通过次梯度算法获得功率最优解。仿真结果表明,与受限于中继和用户采集能量因果性的用户平均功率算法相比较,本文算法可以提高系统平均容量。      

一种多用户多中继MIMO通信系统迭代预编码方案

该文针对多中继MIMO通信系统多用户传输时的用户间干扰问题,提出了一种可以有效抑制多用户干扰的发射端与中继端迭代预编码的方案。该方案首先在中继端进行多中继联合的迫零预编码,然后将基站与多用户之间等效为一个点到多点的MIMO信道,采用最大化信漏噪比的预编码方法,在发射端进一步消除用户间的干扰,同时避免了噪声放大的影响,进而通过中继端预编码与发射端预编码的多次迭代,更好地保持了多中继并行传输引入空间分集所带来的性能优势,有效地抑制了用户间干扰,获得了更高的系统和容量。     

中继网络中减少反馈的多用户调度算法

针对多用户中继网络中上行反馈负荷过大的问题,本文提出了一种减少信道状态信息反馈的半分布式调度算法（RRFD）。基于反馈中断概率及总用户数,基站与中继分别设置信道状态反馈门限。每一调度周期内,通过与门限的比较,用户决定是否反馈相应链路信息,基站根据用户反馈情况决定系统采用何种传输模式。文中还对AF协议下采用该算法时的反馈用户数及平均可达速率等性能指标进行了理论推导。仿真结果表明,系统性能与数学推导相一致,与此同时,本文提出的算法可极大程度（90%以上）的减少系统反馈量,并显著降低了系统反馈中断概率,减小了容量损失。      

基于SWIPT-TS的被困用户双向传输时间分配算法

本文针对灾难场景下被困用户因移动终端无法充电而与外界中断通信的问题,提出了一种基于SWIPT能量采集的被困用户中继协作传输方法。该中继系统中被困用户为源节点,周围的邻近用户随机地分布在其与基站之间并且作为其与基站进行通信的中继节点,并采用SWIPT-TS方式为被困用户充电。在被困用户采集的能量和系统下行速率的约束下,建立了系统上行可达速率最大的优化问题,通过分析两跳传输的对偶性以及利用Lambert W函数,提出了一种基于系统上行可达速率最大化的中继选择和时间分配算法。本文所提的算法的解是闭式型,因此复杂度较低。仿真结果表明,本文所提的基于系统上行可达速率最大化的中继选择和时间分配算法不仅可以为被困用户提供能量,还可以提高系统数据传输速率。      

多用户MIMO系统在有限反馈下结合预编码与调度算法的研究

捅要：研究了多用户多输入多输出（MIMO）系统在有限反馈下的一种结合单位预编码与用户调度算法的方案。在该系统中每一用户都具有多个接收天线,该方案具有较大的多用户分集增益和较小的计算复杂度,从而能够减少系统中的用户间干扰。每个用户独立地决定自己的天线合并矢量,并将最优波束矢量以及对应的估计信干噪比通过有限反馈信道反馈给基站,此时基站获取了相应的用户信道信息和用户间干扰信息。基于接收到的反馈信息,基站从预定义的码本中选取和速率最大的最优子集进行系统预编码,然后依照预编码矩阵调度欧氏距离最小的用户且用户个数不超过发送天线的数目。仿真结果显示该方案有效地改善了系统速率,特别是在用户数目较多或者信道环境较好的情况下。     

IMT—Advanced协作中继的网络编码技术

网络编码技术的本质是在中间节点上对多条输入链路的数据信息进行线性或非线性处理转发。网络编码技术应用于IMT—Advanced系统中时,不仅可用于提高中继转发效率,还可用于设计干扰利用传输策略,以节约小区内的时频资源。文章针对多址接入中继信道模型,讨论了几种可提高中继转发效率的网络编码传输策略,研究了基于网络编码的干扰利用传输策略,分析了网络编码标准化过程中所面临的各种问题,指出引入网络编码技术对中继传输协议、控制帧格式以及用户调度和资源管理算法等的影响。     

中继增强的无线蜂窝多小区系统的联合调度与功率控制算法

针对采用全局频率复用的中继增强的无线蜂窝多小区系统,该文考虑多种通信模式并存的混合场景,提出了一种干扰感知的联合资源分配策略。以最大化系统总吞吐量为目标,同时考虑小区间干扰对中继节点与移动站点的影响,以及基站与中继节点各自的发射功率约束。为了降低计算复杂度,针对用户与中继节点配对问题提出了一种基于小区间干扰的调度算法;针对功率控制问题分别提出了一种基于符号规划的最优功率分配算法和一种次优的最小能耗功率分配算法。仿真结果表明,该文所提算法逼近最优资源分配,在系统吞吐量与能量效率等性能方面具有显著优势。     

一种基于嵌套晶格码的MIMO中继多用户矢量预编码设计

针对多输入多输出(MIMO)中继多用户系统的多址传输问题,为了提高系统可达速率和误码率性能,该文利用嵌套晶格码具有可达加性高斯白噪声信道容量的特性,设计一种基站和中继联合预编码的方法。基站端的嵌套晶格码结合矢量扰动(VP)预编码,以控制发送信号的功率。由于矢量扰动预编码和嵌套晶格码都存在相同的模运算步骤,因此在中继端的模运算抑制噪声功率的同时消除了冗余矢量。接着实现中继联合迫整数预编码方法,这种基站/中继混合预编码技术能够控制等效噪声功率,实现对蜂窝用户的有效信号传输。更进一步地,在给出整系数矩阵和扰动矢量矩阵的计算方法后,以最大化系统可达速率为目标对基站和中继的功率实现最优分配。实验结果表明,该方案在可达速率和误码性能方面优于现有方案。     

信道反馈延迟时MIMO中继系统的线性预编码算法

针对采用放大转发(Amplify and Forward, AF)中继技术的多入多出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)系统, 考虑信道估计误差及反馈存在延迟的情况, 提出一种基于最小均方误差(Minimum Mean Squared Error, MMSE)准则的预编码设计方案.假设基站-中继端及中继端-终端的信道均存在估计误差与反馈延迟, 在基站和中继端功率都受限条件下, 以MMSE为准则, 推导得到了基站预编码矩阵、中继转发矩阵和终端解码矩阵的闭式解.数值仿真结果表明, 该方案所提出的预编码算法能有效地改善系统的误比特率与均方误差.     

基于遗传蚁群融合算法的混合链路中继卫星资源调度研究

针对遗传算法容易陷入局部最优和蚁群算法初始信息素匮乏的缺点, 提出将遗传和蚁群融合算法应用于中继卫星系统的资源调度问题。通过改进蚁群算法信息素的定义, 利用基于时间窗口序号编码思想, 给出中继卫星资源调度约束条件与目标函数并建立数学模型。仿真分析了融合算法、标准遗传算法和改进蚁群算法的优化特性, 结果表明融合算法是解决中继卫星调度问题的有效方法。     

认知无线电网络中基于均方误差的预编码设计

基于认知无线电的概念,研究了一个多中继的认知无线电场景,设计了基站与中继的预编码矩阵,来最小化具有最大均方误差(MSE)的次用户的MSE值,同时保证主用户的MSE小于一定的阈值且中继的功率满足约束条件,将此优化问题转化为一个凸优化问题,并通过凸优化软件包来获得基站和中继预编码矩阵的最优数值解。最后,仿真结果验证了所提方案的有效性。     

单中继多用户MIMO系统中继预编码新方案

针对单中继多用户多输入多输出(MIMO)通信系统中用户间干扰问题,提出了一种可以有效抑制用户间干扰的中继接收和预编码方案。该方案在中继端对信号进行迫零(ZF)接收,利用最大化信漏噪比(SLNR)准则设计中继端预编码向量,并针对难以获得最优解的情况,利用迭代解出次优解。仿真结果表明,与中继端ZF预编码相比,SLNR预编码更好地抑制了用户间干扰,相同和速率性能下,基站发送端功率比ZF预编码减少4 dB,具有实用价值。     

D2D-MIMO系统中基于下行预编码的干扰抑制策略

针对终端直通(D2D)用户复用蜂窝下行资源时,基站对D2D接收端干扰较严重的问题,该文提出一种基于Null-space的基站下行预编码策略。该策略通过在基站预编码时加入对D2D用户干扰抑制的考虑,使得基站在将下行波束对准其调度的蜂窝用户的同时,在D2D用户方向上形成零陷,从而有效地抑制基站对D2D用户的干扰。考虑到实际系统中基站难以获取完美信道信息,又进一步推导了信道估计误差对预编码性能的影响。仿真结果表明,该文提出的基于Null-space的预编码策略能有效提高D2D用户的吞吐量,但这种性能增益很大程度上依赖于基站到D2D用户信道估计的准确性。     

无线中继网络编码的最优化解码方案

网络编码技术在无线通信系统中的应用能够显著的提高通信系统的干扰性从而降低误码率并且提高数据传输率。主要研究了两个用户、两个中继、一个基站组成的无线通信系统,当两个用户同时输出相互独立的信息时,基站的最优解码方案。首先分析了在基站采用独立硬判决解码和联合软判决解码两种解码方案,然后通过数据仿真方法比较了采用两种解码方案时基站接收误码率,最后在理论上推导出联合软判决解码方案的误码率边界曲线并得到最优化的解码方案。     

基于块空时分组编码虚拟MIMO中继传输方案

以LTE TDD系统上行链路为研究对象,提出了一种基于块空时分组编码的虚拟MIMO中继传输方案,并推导给出基站低复杂度的虚拟MIMO系统接收机检测算法。研究表明:本传输方案具有提高小区边缘及网络覆盖盲区用户链路传输可靠性的特性,同时可克服传统中继方案频谱效率降低的缺点。