上行异步SCMA系统低复杂度检测算法

在非授权的情形下,由于缺少时间同步的信令,导致稀疏码多址接入(SCMA)系统中异步接收的问题不可忽视.现有的置信传播消息传递算法(BP-MPA)可以对异步SCMA系统进行检测,但是复杂度较高.针对上行异步SCMA系统检测算法复杂度较高的问题,文章在BP-MPA的基础上,根据每个资源对用户发送码字概率的判断,选择部分高可...     

大时延卫星通信的随机接入分段前导检测

针对卫星通信场景下具有较大用户传输时延的特点,提出了一种随机接入分段前导检测算法.不同于现有随机接入前导检测算法中仅提取前导序列区间对应接收信号的做法,该算法根据发送信号中前导序列与保护间隔对应的时间区间,分两段提取接收信号,从而分别估计传输时延的小数倍与整数倍部分.此外,设计了峰值二次有效性评估机制,有效解决了整数倍时延估计过程中小数倍时延带来的伪峰问题.最后,推导了虚警概率与相关门限关系的闭式表达式以确定最小相关门限值.仿真结果表明,所提算法能够在大时延环境下对时延进行准确估计,并且极大节省了前导根序列和时间资源开销,适用于卫星通信随机接入场景.     

分集接收混合遗传算法多用户检测器在异步CDMA移动通信中的应用研究

本文研究了将混合遗传法应用于码分多址扩频通信的多用户检测中，从而消除多址接入干扰的方法。本文先给出了在异步瑞利衰落信道下解调扩频信号的分集接收混合遗传算法多用户检测器的原理框图，然后分析了用混合遗传算法进行多用户检测的理论依据和实际性能。仿真结果表明无论是抗多址干扰还是抑制远近效应，分集接收混合遗传算法多用户检测器都明显优于传统接收机，其性能接近分集接收最佳多用户检测器。     

一种基于无先导卡尔曼滤波的混沌相移键控通信系统的非相干检测方法

基于UKF算法,该文提出一种CSK通信系统的非相干检测方法。第一个发送符号作为训练符号,接收端根据第一个发送周期内的接收信号,应用UKF算法估计载波信号;然后将估计的载波信号和后续接收信号相乘,解调后续发送符号。与相干检测方法相比,这种方法不需要混沌同步。仿真结果表明,与已有的非相干检测方法相比,这种方法具有较好的误码性能,甚至比FM-DCSK通信系统的误码性能更好。     

一种实用的MPSK/TDMA突发信号盲解调方案

针对时分多址(TDMA)目标的信号参数完全未知的情况,提出了一种MPSK/TDMA突发信号盲解调方案。该方案采用基于独特字的信号盲检测算法对突发信号进行了正确检测,采用改进修正协方差法来精确估计载波,采用基于非线性变换方法来精确估计MPSK信号的符号速率。设计了一种前馈法的载波同步和码元同步算法,实现了MPSK/TDMA突发信号的盲解调。理论分析和仿真试验表明,该方案具有良好的工程应用性能。     

LTE系统超大小区的随机接入TA检测方案

现有的LTE系统中PRACH的随机接入前导有5种格式,不同前导格式对应能够支持不同的小区半径。在常规的PRACH检测方案中,前导格式3能够支持最大的LTE小区半径为100km左右。针对卫星通信、民航飞机通信等小区半径要求大于100km的LTE系统应用场景,引入一种三窗口联合检测的PRACH检测算法方案,能够在不增加基站设备的前提下,准确估计UE获取上行同步所需的较大定时提前量TA,提高UE发起随机接入取得上行同步的成功率。     

NOMA系统基于自适应匹配追踪算法的联合信道估计与多用户检测新方法

在免调度非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）系统中,针对基于帧的多用户传输场景的信道估计（Channel Estimation,CE）与用户的活跃和数据检测（Multiuser Detection,MUD）问题,本文在多重测量矢量压缩感知（Multiple Measurement Vector-Compressive Sensing,MMV-CS）框架下,提出了一种门限辅助的分布式弱选择分段自适应匹配追踪（Thresholod Aided- Distributed Weak Selection Stagewise Adaptive Matching Pursuit,TA-DWSStAMP）算法来联合解决CE和MUD问题。该算法在精确的迭代终止准则下,引入阶段标识,在大步长阶段设计了一种幂函数型的变步长方法。仿真结果表明,本文提出的算法能够在复杂度仅为现有算法10%的条件下,获得与现有算法相近的信道估计性能、用户成功活跃检测率和用户数据的误符号率。      

认知网络中的能量回收技术：性能分析及优化设计

通信网络中有限的能源和频带资源限制了网络容量的进一步提升.对能量回收技术在认知网络中的应用进行研究,量化评估用户可回收的能量以及可达吞吐率,并进行优化设计很有必要.在所分析的系统中,当授权用户进行通信时,非授权用户可回收无线信号中所带有的能量,并利用回收的能量进行频谱检测;当检测到授权用户空闲时,非授权用户将接入频谱,利用回收到的能量进行数据传输.采用马尔科夫链模型对通信场景进行描述分析,发现授权用户的活跃程度对非授权用户可回收的能量、获得的传输机会带来影响,进而决定了非授权用户的可达吞吐量.在此基础上,提出一种通过控制授权用户业务量,以最大化网络能量效用和频谱效用的优化方案,并通过仿真证实了理论分析的正确性.     

认知无线电下行链路中的OFDMA资源分配算法

摘 要： 本文提出一种适用于下行认知无线电系统的正交频分多址接入资源分配算法,在总发射功率、误比特率和对授权用户的干扰受限的条件下最大化系统信息传输速率.本算法分两步实现：首先通过比较各认知用户在各子载波上单位信号发送条件下接收信号的信干噪比实现子载波分配;然后利用凸优化理论求解非负实数域内的比特数和功率值的最优解,并将其调整为符合实际系统需要的比特数和功率值,实现比特和功率分配.仿真结果表明,相比传统的基于频谱空洞的资源分配算法,本算法可以提供显著的系统信息传输速率增益.     

5G随机接入增强技术

结合最新5G标准研究进展,对5G随机接入技术相比4G的增强方案展开研究分析,包括R16结合配置授权的上行资源分配方式实现了两步随机接入技术,R17针对非地面通信场景下的同步增强以及支持非激活状态下的上行小数据传输。通过研究表明,随机接入基础方案已完成,后续将向满足特定场景需求以及提升随机接入性能方面增强。     

一种改进的认知无线电频谱接入策略

认知无线电（Cognitive Radio）网络中,次用户在不干扰主用户的情况下即时接入检测到的空闲频谱以提高频谱资源的利用率。基于部分可观测马尔科夫决策过程的最优频谱接入算法计算复杂度较高,而基于贪婪算法的次优接入策略具有自私性,都不能有效的提高频谱利用率。本文提出一种新的频谱接入算法,该算法对贪婪算法的自私性进行了改进。由于贪婪算法只关注信道当前时隙的瞬时奖励值,导致最大奖励值相同的信道可能会有多个,因此给瞬时奖励值加上这些信道下一时隙的奖励值后重新选择,直至次用户选择出奖励值最大的一个信道。仿真结果表明,相比于传统的贪婪算法,改进算法虽然增加了一些计算复杂度,但有效提高了系统的吞吐量。     

适应三峡库区特殊地形的DP-DB FSO接入系统研究

针对三峡库区的特殊地形,设计了一种适应三峡 库区环境接入应用的偏振复用双二进制自由空间光接入系统。在 天气较好条件下,10 Gb/s偏振复用双二进制信号在1km自由空间光 无线信道中成功进行了收发和传输。测试了该接入系统 中两路偏振复用信号传输前后的光谱、眼图和误码率等指标,测试结果表明: 10 Gb/s偏振复用双二进制信号在晴天条件下 经1km自由空间光无线信道传输后的接收眼图清晰可见,信号接收质量较高,并在误码率为 10－6情况下,测得经偏振解复 用后解调还原的两路数据信号的最佳解调判决点分别为0.5 bit和0.51 bit,系统接收机灵敏度为－2.7 dBm,该接入系统方案具 有良好的收发及传输性能。与常规接入通信方式相比,该方案不仅能够有效提升有限带宽内 的信号光谱效率,还能在三 峡库区的特殊地形区域实现“最后一公里”接入信号的自由空间高速无线传输。     

变换域通信系统信号基函数的盲同步估计方法

为了解决当收发两端频谱环境不一致时,变换域通信系统(TDCS)基函数序列的盲同步估计问题,文章提出了一种TDCS信号盲同步的改进算法。相比于传统的基于F_范数盲同步法系统性能明显改善。将接收到的TDCS信号进行周期分段以形成连续多个观察向量,分段向量通过改进算法估计采样延时。同步后将接收信号按基函数周期分段得到分段向量,求协方差矩阵并累加平均,最后通过特征值分解法得到最大特征向量即估计的基函数序列。仿真结果表明:估计的基函数相关解调接收信号得到的误码率与收发两端基函数一致条件下的误码率基本一致。     

NOMA系统基于改进的近似消息传递算法的联合信道估计与多用户检测

针对免调度非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统,多用户传输场景的上行信道估计(Channel Estimation,CE)与活动用户检测(Active User Detection,AUD)问题可被建模为压缩感知重建问题。本文提出了一种改进的近似消息传递(Approximate Message Passing,AMP)算法——阈值自适应-加约束重加权-近似消息传递(Threshold Adaptive Constrained Reweighted Approximate Message Passing,TA-CR-AMP)算法来联合解决CE和AUD问题。该算法在合适的迭代终止准则下,对AMP算法加入更新稀疏信号稀疏结构的操作,在此基础上对算法引入加约束的重加权,并令阈值自适应变化。仿真结果表明,与AMP算法相比,本文提出的算法以较低的复杂度获得了更加优越的信道估计和活跃用户检测性能。另外,本算法获得了与更加复杂的期望最大-贝叶斯AMP(Expectation Maximization Bayesian Approximate Message Passing, EM-B-AMP)算法相近的性能。      

MIMO-OFDM系统中跨层媒体接入控制

针对MIMO-OFDM系统,提出了一种基于时隙ALOHA协议的随机接入方案,该方案利用一个简单的中心控制器和物理层的自适应调制技术以及MIMO迫零信号检测算法,在媒体接入控制层提供多包接收能力,解决包冲突问题。在满足用户BER要求的前提下,研究了系统最大化吞吐量时,接入同一子载波的最优用户数,并为此设计最佳的接入请求概率。仿真结果表明,最优接入天线数大约为接收天线数的四分之三,此时可以获取最大的吞吐量。     

一种新颖的CPM信号接收技术

以8CPFSK为例对连续相位调制（CPM）信号的同步技术和解调技术进行研究，并提出一种新颖的解调和同步联合的接收方案。该方案利用了“多符号差分检测”和CPM信号特有的相位特性，反馈地修正同步误差。仿真结果表明使用该方案不但能简便准确地同步信号接收。而且能大幅度提高连续相位调制信号的误码性能。     

多径信道中基于盲波束成形的CDMA多用户检测和伪码估计

在分析阵列天线接收的多径CDMA信号的基础上,发掘阵列信号子空间与扩频用户伪码序列的关系,对传统的子空间波束成形器结构做了改进,提出一种新的基于盲波束成形的伪随机码序列盲估计算法。算法采用复独立分量分析法迭代,得到盲波束成形器系数,能在波达方向未知的情况下,估计各个用户的扩频序列。本文同时提出一种基于盲波束形成的异步多径CDMA信号多用户检测算法,可以在未知各个用户扩频码和波达方向的先验知识条件下,完成多径异步CDMA信号的多用户检测。算法由于同时利用了扩频增益和阵列天线分集增益,相比于单天线多用户检测算法性能有所提高。理论分析和仿真结果验证了算法的可行性。      

Small Cell网络的接入方法研究

针对小基站（small cell）与传统蜂窝混合网络的接入问题，文章对两种基于参考信号接收质量（RSRQ ：Reference Signal Receiving Quality）的接入方法进行研究。通过计算机仿真的方法对这两种接入方法在不同的场景中的接入情况进行分析和比较。结果表明，在small cell均匀分布和群簇分布的场景下，分别采用相对门限及绝对门限的接入方法能获得更好的总体性能，即在起到用户分流作用的同时使得宏基站和small cell中的用户都有着较高的数据速率。     

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。     

基于改进稀疏度自适应匹配算法的免授权非正交多址接入上行传输多用户检测

免授权非正交多址接入技术(NOMA)结合多用户检测技术(MUD),能够满足大规模机器通信(mMTC)场景中的大连接量、低信令开销和低时延传输等需求。在基于压缩感知(CS)的MUD算法中,活跃用户数往往作为已知信息,而实际通信系统中很难准确估计。基于此,该文提出一种改进稀疏度自适应匹配的多用户算法(MSAMP-MUD)。该算法首先利用广义Dice系数匹配准则选择与残差最匹配的原子,更新用户支撑集;当残差能量接近噪声能量时,终止迭代,从而获得最终支持集;否则,采取上述准则更新用户支撑集,提高支撑集中活跃用户数估计精度。在迭代过程中,根据最近两次残差能量之比,选取不同的迭代步长,以降低检测迭代次数。仿真结果表明,所提算法与传统基于CS的MUD算法相比,误码率降低约9%,迭代次数减少约10%。