多天线蜂窝系统中基站协作机会调度

为了降低多天线蜂窝系统中的小区间干扰,基于干扰受限两小区模型提出了多个基站协作机会调度算法. 计算证明干扰信号功率呈指数分布,并利用极值理论框架分析了使用协作机会调度得到的平均速率;利用简明的平均速率近似闭式解,得到使用协作机会调度所获得的多用户分集增益;针对实际蜂窝系统中分析了不同因素对协作机会调度算法和性能的影响. 仿真结果表明,基站协作机会调度可以有效降低小区间干扰,提高系统性能. 特别地,在每小区用户数为K的系统中,非协作机会调度得到的多用户分集增益为lglgK,而使用协作机会调度可以将多用户分集增益提高到lgK.     

抑制小区间迟延干扰的迟延SLNR预编码

不同基站和用户间由于距离变化等使传播时延不同而造成小区间的迟延干扰,严重恶化了系统性能。为此,探讨了如何利用SLNR（Signal to Leakage Noise Ratio）预编码抑制小区间的迟延干扰,给出了小区协作的系统模型及小区间迟延干扰分析。针对存在迟延的LTE（Long Term Evolution）系统设计了一种基于SLNR准则的迟延SLNR预编码,以抑制小区间的迟延干扰,降低接收终端的复杂度。同时,对迟延SLNR预编码在LTE系统多基站协作环境下的性能进行了仿真。仿真结果表明,该方法对小区间的迟延干扰有较好的抑制作用,对不同天线配置性能均较理想,与接收端处理方案比较性能有所改进。虽然信道估计误差对性能有一定影响,但在可接受范围。     

OFDMA系统家庭基站的上行容量模型和性能分析

在正交频分多址(OFDMA)系统中,采用家庭基站技术会增加干扰,而且不再适用于传统容量模型. 为此,对OFDMA系统的家庭基站和宏基站间的干扰进行了分析,理论推导了异频和同频资源分配时的家庭基站和宏基站共存时的上行链路信噪比分布,并给出了中断概率的闭式解及其相应的吞吐量公式. 分析和仿真结果表明,同频资源分配虽然干扰较大,但系统的频谱效率较高,可通过合理的干扰抑制,有效提高家庭基站和宏基站共存时网络的整体性能.     

UDN中基于JR-CoMP的分簇和资源分配方案

针对超密集网络（UDN）中的上行干扰问题,提出了一种基于多点协作联合接收（JR-CoMP）的分簇与资源分配方法.首先,将用户和基站进行单频段分簇,将同一小小区的多个边缘用户放在不同的用户簇中,将位于相邻小小区并且距离较近的边缘用户放在同一个用户簇中,根据中心用户到已有基站簇的干扰强度将其归簇;然后,对用户簇进行多重子频段分配,为包含同一个小小区用户的多个簇分配不同的子频段,并且尽量为每个用户簇多分配子频段;最后,以最大化系统总传输速率为目标,采用注水算法为每个用户分配功率.仿真结果显示,所提方案能显著提高频谱效率.     

能耗优化的分布式天线部署策略

为提高分布式天线系统的能耗效率,建立了多点协同传输(CoMP)系统模型,对其信道传播模型、能耗评价指标、系统覆盖率及基站间距离与系统能耗效率之间的关系进行了分析,得出CoMP环境下基站间距离与系统能耗效率之间的关系表达式,并借助蒙特卡罗法进行了仿真. 仿真结果表明,在CoMP系统中,随着基站间距离的增加,单位面积能耗存在由大变小再变大的趋势;同时单位面积增长量对单位面积能耗增长量的绝对贡献也是先由大变小再变大,且系统单位面积能耗减小对系统频谱效率的影响相对较低. 因而在CoMP系统下存在一个单位面积能耗最低的分布式天线部署策略.     

CDMA多小区下行接纳控制

提出了一种在码分多址（CDMA）系统中基于多小区功率增长估计的下行接纳控制（AC）算法。在新呼叫到达时,不仅考虑接纳新用户后接入小区基站发射功率的增长,同时考虑接入后相邻小区基站发射功率的增长,给出了相邻小区基站发射功率增长估计的方法。仿真结果表明在小区间业务负荷不均匀的情况下,采用基于多小区功率增长估计的接纳控制算法能有效地降低错误接纳概率,提高系统吞吐量。     

上行小小区网络采用累计分布函数的资源分配

为了降低上行小小区网络中共信道干扰对频谱效率的影响,提出了一种基于累计分布函数的用户调度和分布式功率分配联合优化算法．小小区基站选取信噪比累计分布函数值最大的用户进行调度,被选中的用户调整发送功率,使其对同频小区的干扰低于门限值．通过设置合理的门限值,将全局最优问题转化为分布式最优问题,采用拉格朗日对偶分解,获取最优的功率分配．仿真结果表明,该算法同传统最优功率分配算法相比,能够降低复杂度,并且具有相近的系统性能．     

TD-SCDMA下行链路多小区联合信道估计改进方法

在TD-SCDMA系统,已提出的多小区联合检测和消除相邻小区干扰来抑制小区间干扰的方法都只考虑了单小区联合信道估计,不能提供对每个小区足够大的信道估计精确度,尤其是当来自其它小区的干扰非常大时.现提出了一种多小区联合检测方法,可以同时精确地估计当前小区和相邻小区的信道冲击响应.仿真结果表明:该方法对所有考虑到的小区都可以大幅度提高信道估计精确度,多小区联合检测的系统性能也明显得到了提高.     

三维毫米波通信系统的性能分析

针对基于均匀线阵的毫米波通信系统,建立了三维多输入多输出(MIMO)信道模型,研究了容量与天线间距、载波频率、天线数和收发天线距离的关系。首先,利用信道的正交条件,推导出获得最大系统容量的最优天线间距;然后,分析了天线数的增加以及天线间距偏差所引起的性能变化。仿真结果表明,当收发天线距离在一定范围时毫米波通信系统将获得最大容量,且超过了瑞利信道下传统MIMO系统的容量。     

多小区MU-MIMO系统中的动态模式切换算法

基于干扰协调(IA)方法,通过级联小区间干扰抑制预编码矩阵P与小区内用户间干扰抑制预编码矩阵,能显著提高小区边缘用户的速率.然而,此方法只能针对固定位置用户设计,而实际系统用户在小区中是随机分布的.针对此问题,提出了一种动态模式切换(DMS)方式.小区中的所有用户根据各自受到干扰的情况,计算一阈值并自行选择工作模式(IA-MMSE或MF模式),基站分别对2组不同模式的用户进行机会调度.仿真结果表明,此方式既能提升小区边缘用户的速率,又保证了小区中心用户的速率不受影响.并通过优化矩阵P,进一步提高了小区边缘用户的速率.     

基于RSSI辅助的精确测距混合定位算法

针对传统的超宽带（UWB）室内定位方法中,UWB信号极易被遮挡,满足不了3个以上有效测距信息,导致无法精确定位的问题,提出了一种基于接收信号强度（RSSI）辅助的精确测距混合定位算法。该算法通过对数正态模型,将无线网络（wireless LAN,WLAN）中测量的RSSI转换为距离信息,通过构建距离差的代价函数,结合单个UWB基站的精确测距,利用搜索方法,实现了在多个RSSI测量值辅助下,一个UWB测距基站便可完成精确定位。该算法与三边测量定位中的最小二乘估计算法和最大似然估计算法对比,定位精度在任意网络环境下均优于最小二乘估计算法,且在定位精度相似的情况下,计算量远少于最大似然估计算法。     

基于CFR的角度/距离联合单站定位

单站定位在室内定位中起着至关重要的作用。大多数室内定位算法都是联合多个Wi-Fi接入点（AP）进行定位,在只有w单个AP时定位精度很低甚至无法定位。针对室内环境中普遍存在的单AP定位情况,该文首先利用现有的三天线商用Wi-Fi网卡采集无线信道频率响应信息（CFR）进行信号到达角（AOA）估计。其次利用CFR幅值信息通过信号传播模型进行距离估计。提出了一种基于AOA和信号到达时间（TOA）二维聚类信息的直射路径识别算法。最后,利用现有的三天线Wi-Fi设备在室内进行了测角、测距以及定位测试,实验结果表明该文提出的单站定位系统在室内环境下中值误差可以达到1.3 m的定位精度,满足室内定位的需求。     

基于多峰优化Kriging模型与距离相关系数的高速列车动力学参数多输出灵敏度分析

高速列车动力学参数较多,其动力学性能的评价指标有多个。综合考虑这些动力学指标,进行参数灵敏度分析,对高速列车动力学参数的恰当匹配具有重要意义。已有单输出灵敏度分析技术难以准确度量参数对车辆动力学综合性能影响的大小。为避免已有方法的缺陷,本文引入了一种新的基于距离相关系数的多输出灵敏度分析技术。该方法通过求解单个输入与多个输出变量之间的距离相关系数,从而实现多输出全局灵敏度分析的目的。为提高灵敏度分析的效率,本文建立了多个动力学指标与输入参数的Kriging模型。为提高近似模型的精度,本文引入了一种新颖的多峰优化算法对Kriging模型的超参数进行全局寻优。与传统单目标智能优化算法不同,该优化算法通过引入种群差异指标,将单目标优化问题转化为双目标优化问题,从而增加了子代种群的多样性,避免了传统优化算法易于陷入局部最优解的问题。基于所提方法,本文以CRH动车组动车为例,研究了多个动力学指标的多输出全局灵敏度。结果表明：所提的超参数优化方法由于增强了种群多样性,从而对Kriging模型精度和稳定性提升效果明显;基于距离相关系数的灵敏度分析方法能够更加合理地识别出对车辆动力学综合性能影响较大的参数、排除几乎没有影响的参数。     

船舶自动识别系统基站信息实时性能评估技术

针对我国AIS基站的具体技术现状,本文以大连辖区AIS基站系统为例,基于AIS基站数据的实时采集技术,对船舶自动识别系统基站信息实时性能评估技术进行研究。为能实时解析基站设备数据,需要对SAAB基站数据进行解码,同时对基站的性能进行分析,分析结果表明,该技术能够给出每个基站自身的实时和统计的性能参数,为基站工作状态评估和基站布设优化提供重要的定量依据,使基站的优化更趋合理。该研究成果可以推广应用于全国AIS基站系统。     

基于伪自适应阈值零速检测法的室内个人导航系统

为了限制惯导误差的增长,根据人行走的规律提出了一种基于个人的多种步态模式下的伪自适应阈值零速检测法.通过加速度方差和陀螺模值的平方和作为检测依据,设置一个滑动的时间窗口来判断行人的运动模式,以此来自调节阈值的大小,对跑、走、台阶等运动模式都具有稳定可靠的检测效果.由于航向角不可观测,无法使用卡尔曼零速修正算法对航向角进行修正.采用融合室内地图的粒子滤波算法使穿越墙壁的粒子权重为零,对于大误差数据,通过自适应重采样的方法来有效避免粒子的严重退化现象.实验结果表明:速度在3 m/s内零速检测的准确率达到97%以上.采用融合室内地图的粒子滤波算法后,正常行走约210 m的距离室内定位误差从原来的2.3 m降低到0.2m.     

差分GPS定位精度研究

采用空间差分和时间差分两种方法, 研究了差分GPS定位精度受差分站间距离和差分改正数龄期的影响, 证明在满足差分站间距离小于100 km, 差分改正数龄期小于5 s的情况下, 各种空间相关误差以及SA对差分GPS定位精度的影响很小, 通常情况下可以忽略, 因此最终的定位误差主要取决于接收机热噪声和多路径效应.而利用一个GPS接收机的观测数据进行时间差分的方法, 无需建立差分基站, 可有效修正各种误差因素的影响, 提高定位精度.     

汽车智能防追尾控制系统设计

针对汽车追尾事故带来的严重危害,设计了一种汽车智能防追尾控制系统。该系统利用角度传感技术、双目视觉测距及毫米波雷达测距技术对弯道和直道分别进行测距测速,并根据安全距离数学模型推算结果,运用模糊算法对汽车进行速度控制,从而有效地防止追尾的发生。最后通过Matlab的仿真结果证明了控制过程的正确性。该系统还利用Zigbee通信技术对高速和城市运行2种模式进行切换,从而提高了系统应用的灵活性和可靠性。     

W波段毫米波晴空大气传输特性

为考察晴空大气对毫米波信号的衰减作用,基于大气分子吸收光谱参数数据库hitran2008,分析大气中对毫米波有吸收贡献的主要气体,采用Gross动力线型对分子谱线在远翼区的吸收进行精细建模计算,以逐线气体辐射计算方法计算水汽、氧气、臭氧等6种主要吸收气体的物性参数以及吸收光谱,分析均匀路径、非均匀路径大气对毫米波的衰减作用,并将逐线计算方法与Liebe模型方法的计算结果进行比对,结果表明二者符合较好.此外,将理论计算数据与94 GHz测试系统的测量数据进行对比,最大相对偏差为3.7%,进而验证模型的正确性.结果表明:在75～110 GHz毫米波段,水汽、氧气对毫米波信号衰减强烈,占总气体衰减的95%以上,毫米波信号在20 km左右高度水平传输时,需要考虑臭氧对信号的衰减作用,甲烷、一氧化碳、一氧化二氮对信号的衰减可忽略不计.研究结果可为毫米波雷达参数设计等工程应用提供参考.     

基于电力线载波通信的电信设备监控系统

针对电信设备监控系统的远距离数据传输问题,提出了三级模式结构,包括最上级监控中心、中间级主站和最下级从站,并介绍了具体的实施方案．中间级与最下级之间的通信采用电力线载波实现,有效地运用现有的电力线进行数据传输;而中间级与最上级之间的通信则采用短信方式进行无线通信．该系统数据传输稳定可靠,安装简单,成本低,且维护方便．     

沙尘暴中毫米波传播衰减及双频互相关函数研究

对毫米波在沙尘暴中的衰减和双频互相关函数(Γ)进行了研究．根据沙尘粒子尺度的对数正态分布,应用Mie理论和粒子介电常数等效的方法,对不同水含量的沙尘暴引起毫米波的衰减进行了研究;在考虑粒子尺度分布和等效介电常数时,应用分析和傅里叶变化方法求解Γ的微分方程,对其解进行数值分析,研究不同水含量的沙尘暴对Γ的影响．结果表明,当水含量大于1.00％时,衰减会显著增加;一般仅对10GHz以下电波的衰减才可忽略．对Γ的影响,在100GHz以下较小,但水分含量变化的影响相对明显;在220GHz时,对Γ影响显著,但随水含量的变化较小．因此,对于开发和应用较高频段的毫米波信道,沙尘暴对毫米波脉冲的衰减及Γ特性的影响需要考虑．