非授权频段无线局域网拥塞解决方案

为解决非授权频段信号复杂、信号间干扰较大、用户体验不理想的情况,通过关键技术的研究,结合试验场点的建设和测试结果,形成WiFi共建共享建设方案,通过网络结构上不同层级的集约化,提高网络的利用率,从而减少多个信号共存形成的干扰影响;另一方面,随着5 GHz频段中非授权频率的逐步放开,拓展了无线局域网的可用频谱资源,也为解决目前2.4 GHz无线局域网的拥塞情况提供了新的思路。     

基于多智能体深度强化学习的D2D通信资源联合分配方法

设备对设备(D2D)通信作为一种短距离通信技术,能够极大地减轻蜂窝基站的负载压力和提高频谱利用率。然而将D2D直接部署在授权频段或者免授权频段必然导致与现有用户的严重干扰。当前联合部署在授权和免授权频段的D2D通信的资源分配通常被建模为混合整数非线性约束的组合优化问题,传统优化方法难以解决。针对这个挑战性问题,该文提出一种基于多智能体深度强化学习的D2D通信资源联合分配方法。在该算法中,将蜂窝网络中的每个D2D发射端作为智能体,智能体能够通过深度强化学习方法智能地选择接入免授权信道或者最优的授权信道并发射功率。通过选择使用免授权信道的D2D对(基于“先听后说”机制)向蜂窝基站的信息反馈,蜂窝基站能够在非协作的情况下获得WiFi网络吞吐量信息,使得算法能够在异构环境中执行并能够确保WiFi用户的QoS。与多智能体深度Q网络(MADQN)、多智能体Q学习(MAQL)和随机算法相比,所提算法在保证WiFi用户和蜂窝用户的QoS的情况下能够获得最大的吞吐量。     

一种新型5G非授权频段非连续接收机制

非连续接收(DRX)是5G非授权频段部署中重要的节能机制.为授权频段设计的非连续接收机制,不能良好适配非授权频段,唤醒窗口长度固定而不能随信道繁忙程度调整,为保证传输时延性能则需要消耗更多能量.该文针对5G非授权频段新无线技术(5G NR-U),提出一种新型非连续接收机制.在新机制中,非授权频段新空口设备处于唤醒状态时不断对信道进行能量检测来判断信道的忙闲状态,并据此自适应调整唤醒窗口时间.相比唤醒窗口长度固定的原有机制,数学模型分析和仿真实验的结果表明,在保证业务传输时延要求的前提下,新机制可比原有机制节约更多的能量.在文中典型场景中,新机制比原有机制可多节约能量11％.     

一种新型5G非授权频段非连续接收机制

非连续接收(DRX)是5G非授权频段部署中重要的节能机制。为授权频段设计的非连续接收机制，不能良好适配非授权频段，唤醒窗口长度固定而不能随信道繁忙程度调整，为保证传输时延性能则需要消耗更多能量。该文针对5G非授权频段新无线技术(5G NR-U)，提出一种新型非连续接收机制。在新机制中，非授权频段新空口设备处于唤醒状态时不断对信道进行能量检测来判断信道的忙闲状态，并据此自适应调整唤醒窗口时间。相比唤醒窗口长度固定的原有机制，数学模型分析和仿真实验的结果表明，在保证业务传输时延要求的前提下，新机制可比原有机制节约更多的能量。在文中典型场景中，新机制比原有机制可多节约能量11%。     

900MHz频段ATIS与5G系统同频兼容共存方法研究

为进一步提升5G信号在农村及边远地区的覆盖质量,904-915MHz（上行）/949-960MHz（下行）频段被重耕用于5G网络的建设。全国铁路车号自动识别系统（ATIS）工作在904-928MHz频段范围内。由于两系统同频共存,ATIS可能对5G基站产生干扰。为研究两系统共存的干扰缓解措施,本文基于不同传播模型计算常发式或压发式ATIS对5G基站的干扰情况,指出在实际部署时,5G基站要尽量避免天线主瓣方位面正对ATIS地面自动识别设备（AEI）天线;ATIS要尽量采用压发式装置;两系统近距离部署时要避免5G基站控制信道与AEI同频。     

5G抗干扰技术综述

5G技术不仅在以蜂窝网络为代表的移动互联网中占据主要角色，还正在积极地为工业场景提供技术变革的契机.目前，国内外已经开展了大量和5G抗干扰技术相关的工作，但仍缺乏对5G在授权和非授权频谱下抗干扰技术的系统性综述.本文分析了5G无线干扰的主要来源，指出了抗干扰研究的技术难点，并以授权频段5G蜂窝网络干扰与非授权频段异构系统间干扰两个关键问题为例，对现有的无线抗干扰方案进行了具体分析和归纳对比，最后对5G技术在授权频段和非授权频段抗干扰技术的未来研究方向进行了展望.     

NR-U与其他非授权频谱共存的下行信道填充方法

针对当5G非授权频谱与其他非授权频谱共存时,现有下行信道频域分配方法可能遇到的占有信道带宽（Occupied Channel Bandwidth,OCB）问题,提出了一种基于隔行填充伪数据的下行物理信道频域资源分配方法,并将分配颗粒度下调至物理资源块（Physical Resource Block,PRB）级别,满足了OCB规范要求,有助于非授权频谱共存,同时明显地降低了能耗,达到了节能的目的。最后,通过举例5 GHz非授权频段的计算数据分析,验证了所提方法的有效性。     

5G非授权频段接入关键技术及国际标准化

非授权频谱作为5G授权频谱的补充可以满足运营商及垂直行业的多种应用,3GPP在R16阶段对5G NR在非授权频段的接入进行了研究和标准化。结合非授权频段的监管规则,对5GNR在非授权频段的关键技术及国际标准化内容进行了详细的分析。具体包括5G在非授权频段的帧结构设计增强、物理信道设计增强、物理过程设计增强。基于这些技术分析,本文对非授权频谱使用5G技术进行了总结和展望。     

感知不确定下卫星认知无线网络多频谱接入优化策略

针对卫星认知无线网络频谱感知不确定性较大导致传统频谱接入机制效率降低的问题,该文提出一种基于动态多频谱感知的信道接入优化策略。认知LEO卫星根据频谱检测概率与授权用户干扰门限之间的关系,实时调整不同频谱感知结果下的信道接入概率。在此基础上以系统吞吐量最大化为目标,设计了一种基于频谱检测概率和虚警概率联合优化的判决门限选取策略,并推导了最佳感知频谱数量。仿真结果表明,认知用户能够在不大于授权用户最大干扰门限的前提下,根据授权信道空闲状态动态选择最佳频谱感知策略,且在检测信号信噪比较低时以更加积极的方式接入授权频谱,降低了频谱感知不确定性对信道接入效率的影响,提高了认知系统吞吐量。     

广播电视与NR系统的共存分析

由于无线频谱资源的稀缺性,5G NR系统需要在同一区域内与广播电视系统共用700 MHz频段,此时需要评估两个系统之间的互干扰情况.本文首先分析了广播电视与NR系统共存的干扰场景;其次根据邻信道干扰比(ACIR)模型计算了系统间干扰,给出了两系统共存所需最大隔离距离在同频、邻频、次邻频和频率隔离20 MHz时的建议取值...     

基于干扰对齐的认知 MIMO 系统频谱共享与用户调度简

在认知MIMO多用户通信场景中,设计基于干扰对齐的信号处理算法,将认知信号与授权信号通过相互正交的子空间进行传输,实现认知用户对授权系统空闲空间信道的无冲突利用,并根据不同信道矩阵的空间传输性能的差异,实现合理的用户调度。仿真结果表明,所提方法能够有效利用空闲空间信道资源,获得多用户分集增益,在不影响授权业务的前提下提高认知用户的传输速率。     

Multiple Antenna Enhancements for a High Rate CDMA Packet Data System

A High Data Rate (HDR) system has been proposed for providing downlink wireless packet service by using a channel-aware scheduling algorithm to transmit to users in a time-division multiplexed manner. In this paper, we propose using multiple antennas at the transmitter and/or at the receiver to improve performance of an HDR system. We consider the design tradeoffs between scheduling and multi-antenna transmission/detection strategies and investigate the average Shannon capacity throughput as a function of the number of antennas assuming ideal channel estimates and rate feedback. The highest capacities are achieved using multiple antennas at both the transmitter and receiver. For such systems, the best performance is achieved using a multi-input multi-output capacity-achieving transmission scheme such as BLAST (Bell Labs Layered Space-Time) in which the transmitted signal is coded in space and time, and the receive antennas are used to resolve the spatial interference. In the second part of the paper, we discuss practical transmitter and receiver architectures using BLAST for approaching the theoretical gains promised by the capacity analysis. Because the terminal receivers will be portable devices with limited computational and battery power, we perform a computational complexity analysis of the receiver and make high-level assessments on its feasibility. We conclude that the overall computational requirements are within the reach of current hardware technology.     

MIMO系统中的非常数模半盲均衡方案

在多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)无线通信中,信道衰落、随机噪声、空间多径效应和共信道干扰等因素会产生符号间干扰,造成接收端信号严重失真。为提高MIMO系统传输性能,有效减少信道中相位失真,提出了一种改进的非常数模半盲均衡方案(Non-constant Modulus Algorithm, NCMA)。该方案结合了MIMO信道先验知识对半盲均衡器的初始值进行预设,采用变步长迭代更新均衡器权系数,寻找到最小目标函数值。仿真结果表明,改进后的算法能通过控制变步长减小剩余稳态误差,加快收敛速度,改善信道均衡效果。     

认知无线电网络基于空分复用的机会频谱接入

传统的认知无线电技术采用机会频谱接入,认知用户的通信质量难以得到保证。通过利用多天线技术提供的空间信号处理能力,该文提出一种基于空分复用的机会频谱接入方法,当存在频谱空洞时,采用传统的机会频谱接入;无空闲频率资源可用时,认知系统利用空域信息完成发射预编码与接收滤波,从而以空分复用的方式实现通信。文中对认知系统天线配置要求进行了分析,当满足该要求时,认知系统能够与授权系统在同一授权频道实现无互扰共存。仿真结果表明,与传统的机会频谱接入相比,所提方法能够在不影响授权系统性能的情况下有效改善认知系统的通信性能。     

通用滤波多载波通信系统中干扰抑制均衡算法

作为5G多载波技术强有力的候选对象,通用滤波多载波利用子带滤波技术抑制带外功率泄露,进而降低同步要求和获得更高的频谱效率。本文首先针对通用滤波多载波在慢时变多径信道下的性能进行了分析和研究;其次为消除多径信道所带来的干扰,提出了适用于该多载波系统的信道估计方案,该方案设计了具有重复样式的导频结构进行信道估计,复杂度低;最后针对通用滤波多载波在多径信道下容易遭受符号间干扰的问题,提出了基于干扰消除的Zero-Forcing均衡算法和基于迭代干扰消除的均衡算法,两种算法均能够在消除ISI的基础上进一步地消除ICI和IBI。仿真结果表明,本文提出的信道估计和均衡算法能有效消除通用滤波多载波技术在多径信道下所经受的ISI、ICI和IBI。      

MU-MISO Transmission with Limited Feedback

Downlink multi-user transmission techniques that allow several users to be served simultaneously in frequency and time have been recognized as a promising means to increase system capacity. However they require accurate channel state information (CSI) at the base station (BS) such that appropriate signal processing can be performed to separate multiple users in the space domain. In practice however, CSI cannot be perfectly known to the BS due to the capacity-limited feedback channel in FDD systems for instance. In this letter we investigate multiuser multiple-input single-output (MU-MISO) transmission with limited feedback. In particular we identify the useful information that the BS needs to deal with inter-user interference and a codebook design is derived accordingly. In addition, an adaptive threshold-based feedback approach is proposed, where only users with good feedback quality are allowed to do feedback. It is shown that the adaptive scheme can effectively improve the system performance given a fixed number of feedback bits.     

基于信号空间对齐的网络编码方案

在多用户协同中继系统中,受共信道干扰的影响,系统性能下降严重。提出了一种融合多源信号空间对齐和网络编码的方案,每个用户通过中继向其他的用户发送不同的信息,同时也通过中继接收其他用户的不同信息。整个过程可分为多址接入信道(MAC)和广播信道(BC)两个阶段。在MAC阶段,利用信号空间对齐技术在中继形成较少的信息量、抑制多用户干扰。在BC阶段,通过中继的网络编码,设计简单的预编码算法,有效降低了用户译码的复杂度。整个系统的完成只需要两个时隙,能有效地抑制干扰和提高系统自由度。     

可见光通信中自适应空间调制研究

针对可见光通信中MIMO系统的信道干扰问题,采用自适应空间调制技术,即发送端任一时刻只有一个发光LED处于工作状态来传输数据,接收端采用最大似然算法恢复原始信号,同时为优化误码率性能,加入自适应Fischer算法,发送端能够根据信道状态信息对各个子载波分配不同的比特,降低误码率.实验结果表明:在传输速率和发送功率一定的情况下,结合Fischer算法的空间调制技术能有效降低系统误码率,改善可见光通信系统的通信性能.     

Transceiver Designs for Interference Alignment Based Cognitive Radio Networks with Energy Harvesting

Cognitive radio (CR) can improve the usage of spectrum resources, although the secondary users (SUs) will cause interference. Interference alignment (IA) is a prospective technique that can manage the interference effectively and has been applied to CR networks. However, interference can be used as an energy source by wireless energy harvesting techniques. In this paper, we consider an underlay CR network consisting of a primary user (PU) and SUs that are either energy harvesting users or information transmission users. The normal IA scheme neglects the priority of the PU, which leads to poor performance, particularly at low signal noise ratio (SNR) values. Three transceiver designs are proposed to improve the information rate of the PU and these benefit from the existence of energy harvesting users, by aligning the interference created by those energy harvesting users at information transmission users. Simulation results are presented to show the proposed designs can significantly improve the performance especially in low SNR situations.     

基于用户协作的小区间干扰抑制方案

以长期演进（LTE）上行链路单载波频分多址（SC-FDMA）传输方案为基础,提出了一种基于用户协作的小区间干扰抑制传输方案。该方案采用译码转发中继工作方式,位于相邻小区边缘的两用户互为中继相互协作,在3个时隙内完成用户终端到基站的信息传输。仿真研究表明：该方案能够有效抑制小区间用户共信道干扰,同时充分利用用户协作所提供的空间分集增益提高小区边缘用户链路传输可靠性。此外,该方案所采用的块空时分组编码（B-STBC）能够很好地保持用户终端发射信号的低峰均比特性。