宽带无线通信系统中的链路自适应技术研究

链路自适应算法利用统计的包错误率（PER）进行自适应的调整调制编码的方式，以使系统具有更高的吞吐量的同时，提高系统频谱的利用率，更好的满足未来宽带无线通信的传输要求。同时具有较小的时延抖动，适合TCP业务的传输。     

单用户OFDM系统中自适应调制和功率分配算法

针对现有最优算法计算复杂度高、不利于实时应用的不足,结合相关自适应比特和功率分配算法的优点,提出了一种新的单用户OFDM系统中联合自适应调制和功率分配算法,在满足给定的总发射功率门限和误码率性能的条件下使系统频谱效率最优。基于分配每比特的功率代价最小原则,找到最优子载波,自适应地将该子载波的调制方式调高一级,高效地进行比特和功率分配。仿真结果表明,新算法的频谱效率性能与最优算法相当,而平均算法复杂度却降低了接近90%,能满足实时性要求较高的业务需求。     

面向5G前传网络的编码调制技术

针对5G网络发展需求,本文提出了一种基于广义频分复用的自适应Turbo码和网格编码调制级联的新型编码调制方法。论文阐述了新型级联编码调制的原理,搭建了基于级联编码调制的广义频分复用仿真系统及实验平台。研究结果表明,与未编码的16QAM相比,新型级联编码调制误码性能明显提升,该方法实现了高频谱效率、高编码增益的系统性能,为5G技术的发展提供灵活解决方案。     

基于Ⅲ型HARQ的多播系统跨层设计

提出一种基于Ⅲ型混合自动重传请求(HARQ)的自适应多播系统跨层设计方法。结合链路层HARQ和物理层的自适应调制与编码技术,在给定系统延时性能和残余误包率的条件下,使用曲线拟合法计算在不同限定条件下的自适应调制阈值,推导多播系统分层设计与跨层设计的频谱效率表达式。仿真实验结果表明,与II型HARQ和分层设计方法相比,该方法能有效提高系统的频谱效率,使其随最大传输次数的增加而提升。     

电力线载波远程抄表通信技术的研究

本文提出基于低压电力线远程抄表方案,给出了电力线信道模型,建立低压电力线载波OFDM(Orthogonal Frequency Division Muhiplexing)通信系统.用自适应OFDM调制方式代替传统的固定调制方式,从而提高传输效率;仿真结果表明:自适应OFDM调制方式提高了OFDM系统整体误比特率性能和信道频谱利用率.     

一种多数据流MIMO系统中的改进自适应算法

研究表明自适应MIMO技术是无线频谱资源有限情况下提高通信系统吞吐量的一种有效方式.文中对数据流MIMO系统提出一种基于MMSE检测的改进自适应算法,首先利用基于奇异值分解(SVD)的注水算法进行初始功率分配和数据流选择,然后选用信干噪比(SINR)作为等效信道质量指示(CQI),在总发射功率和误帧率(FER)一定的前提下,根据现有一种迭代算法进一步计算每个数据流上分配的功率及其使用的调制编码模式.仿真结果表明该自适应算法能改善系统吞吐量,且在低信噪比下简化了原来的迭代算法.     

RS编码空间调制系统

针对多输入多输出系统(MIMO)中信道相关性对系统性能影响严重以及TC-SM系统频谱效率低等问题,提出一种RS编码与空间调制相结合的RS-SM系统方案。在发送端,首先对数据进行编码、交织、SM映射后发送出去,在接收端,通过采用最大似然(ML)译码算法进行检测,检测结果送入RS译码器,利用RS码的纠错性能,降低信道相关性对系统性能的影响。同时,RS-SM系统克服了TC-SM系统频谱效率低的缺点,使系统具有更高的编码效率和更多的码率选择。理论分析与实验仿真结果表明:RS-SM系统能够有效提高系统的性能和频谱效率。     

OFDM系统中新的编码调制算法研究

传统位交织编码调制（BICM）算法由于受信道准静止性和频率选择特性的制约，应用范围受限。该文将基于固定门限的子带自适应编码调制方法（AMC）和构造在双正交序列集上的比特交织编码调制方案结合，应用于正交频分复用（OFDM）系统中，提出一种AMC-BIC-OFDM级联系统，通过选择子带最低SNR高于门限且吞吐最大的参数作为该子带的调制参数，提高系统频谱利用率，弥补传统BICM由频率选择相关性和信道准静止性带来的编码分集损失，扩展BICM算法的应用。文章在分析系统成对错误概率的基础上，对级联系统的平均信息速率进行了仿真。结果证明，该文级联系统取得高出一般位交织编码调制系统2～6分贝的性能增益。     

自适应编码调制技术在大气激光通信中的应用研究

在大气激光通信中,采用固定编码调制方式的传输方案不能充分利用信道的时变特性,频带利用率较低。将自适应编码调制技术应用于大气激光通信中,针对当前的信道状态,选取合适的MCS,使系统的整体传输性能达到最优,满足高效可靠传输的目的。详细阐述了不同目标误包率下的信噪比门限值计算方法,仿真给出4种MCS下的自适应设计方案。结果表明:AMC技术可以在保证系统可靠传输的同时提高系统的频谱利用率;且随着目标误包率的降低,系统的平均频谱利用率降低。     

基于似然估计修正信噪比的编码调制切换算法

AOS通信系统在进行编码调制切换时,由于信道环境和信道衰落的影响,传统的编码调制切换算法难以解决高阶的调制编码方式的高传输效率和低阶的调制编码方式的可靠性的矛盾。提出一种基于似然估计修正信噪比的编码调制切换算法,该方法在方差修正平均信噪比的基础上,根据信道的概率特性,考虑时变衰落信道对传输数据的影响,结合最大似然估计算法和长短期记忆网络来选取参考信噪比和预测信道状态,使系统在提升传输效率的同时保证可靠性。仿真结果表明,与基于方差修正信噪比的编码调制切换算法、基于经验方差修正信噪比的编码调制切换算法相比,该算法能有效提升系统的传输效率和吞吐量,降低系统的误码率。     

联合信道非相干网络编码调制方法

针对时变双向中继信道下的物理层网络编码问题,提出多天线场景下不需要信道状态信息的联合信道编码的非相干物理层网络编码调制和检测方法。首先,为了实现物理层网络编码,设计了源节点的空间调制矩阵。然后,将差分空间调制与物理层网络编码结合,推导得到中继节点处叠加信号的最大后验概率检测表达式。同时,结合叠加信号的星座图,设计从叠加星座到中继转发符号的映射方案。最后,利用信道编码的线形结构,结合比特交织、信道译码与软入软出检测算法,进而得到联合信道-差分物理层网络编码迭代检测方法。仿真结果表明,所提方法能在双向中继场景下实现物理层网络编码的非相干传输与检测,有效提高了系统的吞吐量和频谱效率。     

Opportunistic scheduling for streaming multimedia users in high-speed downlink packet access (HSDPA)

High-speed downlink packet access (HSDPA) achieves high data rates and high spectral efficiency by using adaptive modulation and coding schemes and employing multicode CDMA. In this paper, we present opportunistic algorithms for scheduling HSDPA users and selecting modulation/coding and multicode schemes that exploit channel and buffer variations to increase the probability of uninterrupted media play-out. First, we introduce a stochastic discrete event model for a HSDPA system. By employing the discrete event model, we transform the scheduling problem of providing uninterrupted play-out to a feasibility problem that considers two sets of stochastic quality-of-service (QoS) constraints: stability constraints and robustness constraints. A methodology for obtaining a feasible solution is then proposed by starting with a so-called stable algorithm that satisfies the stability QoS constraints. Next, we present stochastic approximation algorithms that adapt the parameters of the stable algorithm in a way that a feasible point for the robustness QoS is reached within the feasibility region of the stability QoS.     

An integrated cross-layer framework of adaptive FEedback REsource allocation and Prediction for OFDMA systems

Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) technology has been adopted by 4th generation (a.k.a. 4G) telecommunication systems to achieve high system spectral efficiency. A crucial research issue is how to design adaptive feedback mechanisms so that the base station can use adaptive modulation and coding (AMC) techniques to adjust its data rate based on the channel condition. This problem is even more challenging in resource-limited and heterogeneous multiuser environments such as Mobile WiMAX and long-term evolution (LTE) networks. In this paper, we develop an integrated cross-layer framework of adaptive FEedback REsource allocation and Prediction (FEREP) for OFDMA systems. The proposed framework, implemented at the base station side, is composed of three modules. The feedback window adaptation (FWA) module dynamically tunes the feedback window size for each user based on the received automatic repeat request (ARQ) messages that reflect the current channel condition. The priority-based feedback scheduling (PBFS) module then performs feedback resource allocation by taking into account the feedback window size, the user profile and the total system feedback budget. To choose adapted modulation and coding schemes (MCS), the channel quality indicator prediction (CQIP) module performs channel prediction by using recursive least square (RLS) algorithm for the users whose channel feedback has not been granted for schedule in current frame. Through extensive simulations, the proposed framework shows significant performance gain especially under stringent feedback budget constraints.     

多用户MIMO系统下的闭环调度算法及频谱性能分析

为提高无线频谱资源的利用率,提出一种适应于多用户多输入多输出(MIMO)系统的闭环调度算法。该算法结合多用户的贪婪调度技术、物理层的自适应调制与链路层的自动重传技术,在多天线分集与多用户分集的共同作用下,系统频谱性能显著增强。考虑反馈信道存在延时的实际情况,推导了系统在延时信道条件下的频谱效率表达式。仿真结果证实,该算法在多用户系统中受延时影响较小,更适合应用于多用户MIMO系统。
     

高效编码恒包络系统在地空数据链中建模与仿真

地空数据链信道功率和带宽利用率低, 需要高效信道编码和调制技术解决这一问题。对以往编码恒包络系统进行改进, 提出一种适合地空数据链信道特性的多进制LDPC- CPM串行级联系统。该编码CPM系统在级联时删减了交织环节, 无须符号和比特间转换, 一定程度上降低了系统复杂度。仿真结果表明, 新系统具有较高的功率效率和频谱效率, 可以有效减小算法资源开销, 获得较低的误码率, 提高地空衰落信道下系统传输的可靠性。     

Spectral efficiency improvement for LMDS systems using adaptive techniques in fading channels

Adaptive modulation, error control coding and microdiversity are well-known techniques that have been applied to wireless communication systems to overcome the fading process experienced by the transmitted signal. In this paper, we investigate the throughput returns due to the employments of various combinations of adaptive modulation, adaptive coding, and microdiversity in a broadband fixed wireless access cellular system.The results indicate that using adaptive modulation, coding, and maximal ratio combining (MRC) yields significant enhancements in spectral efficiency of the system. Second order selection combining has almost the same performance of MRC.     

Cross-layer adaptive modulation and coding design for space-time block coded MIMO–OFDM systems

This paper developed a cross-layer adaptive modulation and coding (AMC) design for space-time block coded (STBC) MIMO–OFDM systems, which combines the AMC at the physical layer with an automatic repeat request (ARQ) protocol at the data link layer, in order to maximize spectral efficiency under specified delay and packet error ratio (PER) constraints. The transmission mode for each subcarrier is updated frame-by-frame to match the time-varying channel conditions, in order to take full advantage of the OFDM systems. The proposed cross-layer AMC design is also incorporated with STBC to further improve the system performance. Numerical results have demonstrated that retransmission at the data link layer alleviate rigorous error-control requirements at the physical layer and thereby allows higher data rate transmission. It is shown that this cross-layer design has achieved considerable spectral efficiency gain in comparison with traditional AMC without cross-layer design. Note that increasing the maximum number of retransmissions beyond one has little effect on spectrum efficiency and will cause longer system delay. This suggests that a desirable trade-off between spectral efficiency and delay in the STBC MIMO–OFDM system is achieved by a small number of retransmission.     

基于802.ac网络的混合速率自适应算法

IEEE 802.11ac技术已经成为下一代局域网的主要技术,其通过扩增多输入多输出技术、信道宽度、编码与调制策略的种类,使得传输速率获得了巨大的提升.然而种类的扩增也导致了速率选择时搜索空间过大,搜索时间过长,算法计算复杂度高等方面的问题,而已有的针对IEEE802.11a/b/g/n的速率自适应算法无法解决该问题.为了解决该问题,提出了一种在高速无线局域网模式下混合速率自适应算法VhRa.该算法利用MIMO模式、信道宽度的最佳设置与RSSI之间的单调关系来进行特征提取,在MCS （编码与调制策略）选择上通过利用二分法基于zigzag探测的模式进行选择,从而缩小算法搜索的空间,提高搜索效率,进一步提升传输吞吐量.结果表明,VhRa的搜索效率与RRAA、Minstrel-HT相比分别提高了42%、20%,同时在不同场景下对VhRa进行吞吐量分析,移动环境下VhRa相对比RRAA、Minstrel-HT、Samplelite吞吐量分别提升90%、10%、34%.     

网络编码调度算法的研究

近年来,网络编码作为提高通信系统吞吐量一种手段。在多播的通信网络,网络中各个传送节点结合动态变化的网络情况,对不同信息流的数据包进行编码处理,从而减轻局部节点的阻塞,提高了整个通信系统的性能。文章主要工作要体现在典型无线通信网络中,引入动态网络编码调度算法,提高无线通信系统的网络编码增益和系统吞吐量;探讨在自适应无线通信系统下,如何适当的使用自适应技术,使得动态网络编码调度算法的作用发挥到最大。各个节点间的发送端更应选取适合的自适应技术,来提高无线通信系统性能。通过MATLAB仿真显示,带有自适应技术的无线网络,在动态网络编码调度算法作用下,对改进系统性能有着更加重要的现实意义。     

基于OFDM基带的自适应调制与编码硬件实现

针对国内外少有关于在OFDM基带硬件实现自适应调制与编码的相关文献问题,采用改进的简单分组比特算法,提出了一种基于OFDM基带的自适应调制与编码硬件实现方案。设计的自适应调制与编码系统在20MHz下通过SMIC的CMOS 0.18μm工艺综合,仿真结果表明该自适应调制与编码方案具有面积小、功耗低等特点,特别适合在OFDM基带中使用。