大规模MIMO OFDMA下行系统能效资源分配算法

针对大规模多输入多输出（MIMO）正交频分多址(OFDMA)下行移动通信系统,提出了一种基于能效最优的资源分配算法。所提算法在采用迫零(ZF)预编码的情况下,以最大化系统能效的下界为准则,同时考虑每个用户的最低速率要求,通过调整带宽分配、功率分配和基站天线数分配来优化能效函数。首先根据优化条件提出了一种迭代算法确定每个用户的带宽分配,然后利用分数规划的性质并采用凸优化方法,通过联合调整基站端的发射天线数和用户的发射功率来优化能效函数。仿真结果表明,所提算法在较少迭代次数的同时能够取得较好的系统能效性能和吞吐量性能。     

TDD-MIMO下行链路预编码

针对TDD系统中移动端采用单天线发射,提出2种有效利用精确部分信道信息与统计信息的预编码方法.在无反馈信息的情况下,最大限度地利用精确的信道信息,同时在统计意义上保证其他数据流的速率;在有限反馈情况下,首先利用约束最大似然估计对移动端第2根天线对应信道矢量的方向进行估计,然后利用估计出的信道作SVD分解以确定发射预编码矩阵.仿真验证了所提方法的有效性.     

单载波大规模MIMO频域预均衡与波束成型的联合设计

本文考虑了单载波频域预处理技术作为多用户大规模MIMO下行链路通信的传输方案。首先,根据系统模型推导出宽带多用户大规模MIMO下行链路预编码的形式,其中包括匹配滤波(MF)和迫零(ZF)预编码方案。随后,通过理论推导和仿真验证得到两种预编码方案下OFDM与SC-FDP的用户和速率表达式,结果显示SC-FDP在大规模MIMO场景下拥有与OFDM相似的用户和速率。然后,通过仿真实验对比OFDM与SC-FDP的峰均比(PAPR),结果表明在用户数目较少的情况下,SC-FDP相对于OFDM具有更小的PAPR,随着用户数增加,两者之间差异逐渐减小。最后,对多用户MIMO下行链路中OFDM与SC-FDP的运算复杂度进行比较,二者系统复杂度相当,而SC-FDP主要运算任务在基站端完成。基于以上比较分析,SC-FDP在宽带多用户大规模MIMO下行链路中是一种很有潜力的传输方案。      

异构蜂窝网络中QoS感知的负载平衡方案设计

鉴于异构蜂窝网络（Heterogeneous cellular network,HCN）的自身特性,传统最强信号接入（小区选择）方式已不再适合,新型小区选择方案急需引入。不同于传统接入方案,新型方案应具备平衡各类基站负载的能力。为反映用户资源消耗水平与实现平衡网络负载的目的,设计了一个服务质量（Quality of service,QoS）感知的负载平衡方案。该方案以资源消耗量作为基站负载,且同时拟合了用户服务质量需求。最终,该方案被规划为网络加权效益最大化问题。从规划问题的形式来看,该问题为非线性、混合整数优化问题,因此求解其最优解富于挑战性（尤其针对大规模问题）。为解决该问题,尝试利用对偶分解法设计了一个分布式算法。仿真结果表明,相比于最强信号接入和区域拓展接入,提出的接入方案具有更高的负载平衡水平与更低的呼叫阻塞概率。     

一种分布式天线系统的最大化能源效率传输优化算法

为实现绿色通信,考虑在每个远端射频头的发送功率受限、前端链路容量受限和保证用户目标速率的情况下,研究分布式天线系统的最大化能源效率传输优化算法。受分布式前端链路容量表达式及能源效率分式形式的约束,所考虑优化问题是非凸优化问题,难以获得其最优解。针对此优化问题,通过分式规划和凸近似方法将原始非凸问题转化为凸优化问题,提出了有效的二层迭代优化算法,并理论分析证明了所提算法的收敛性。仿真结果表明,所提算法优于传统算法,且随着远端射频头调度的用户数减少,能效压缩预编码策略的能源效率增大。      

基于云接入网络的多目标资源分配算法设计

由于可以有效地提高频谱效率,能量效率与前程效率,云接入网络（C-RAN）被认为是未来第五代无线网络中的重要组成部分。不同于传统蜂窝网络,在云接入网络中,基带处理单元（BBU）被从基站分离,并聚合成一个中央计算云。无论如何,这些优化目标（频谱效率,能量效率,前程效率）在大多数情况下相互冲突,并且单个目标性能提升通常会导致其他目标性能的下降。据作者所知,在云接入网络中的多目标优化(MOO)问题,仍未被考虑过。在本文中,我们针对基于正交频分多址(OFDMA)的云接入网络,设计对应的联合优化算法以解决多目标优化问题。仿真结果显示,比起仅考虑单目标优化,本文提出的算法可以有效的解决不同优化目标之间的权衡,并且为云接入网络的资源分配提供一个新的方向。      

超高速毫米波无线局域网通信系统性能分析

针对中国毫米波频段（45GHz）,制定下一代IEEE 802.11aj无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）协议标准通信系统的物理层结构及发射机发送方式,研究了一种新的适用于该标准的循环移位分集（Cyclic Shift Diversity, CSD）方案,该方案在不增加接收机额外复杂度的前提下能够获得较好的性能。同时,本文对通信系统在各种调制和编码方式（Modulation and Coding Scheme, MCS）下的性能进行了仿真和评估。结果表明,在将系统发射功率控制在20dB时,采用码率为1/2的16-QAM调制方式可以在保证误帧率性能的同时获得较高的吞吐率。      

单载波频域均衡与多载波OFDM误码性能的理论比较

单载波频域均衡(SC-FDE)和多载波正交频分复用(OFDM)是数字通信中用于克服多径衰落的两种技术。本文通过理论推导对这两种技术在高斯白噪声通信信道巾的误码性能进行了比较。利用高斯分布尾部概率的数值变化特性,本文推导出如下结论:在低信噪比条件下,OFDM的误码性能略优于SC-FDE,而在高信噪比条件下,SC-FDE则能取得显著优于OFDM的误码性能。这一结论对于通信系统的设计具有重要的参考价值。     

VHT WLANs多用户MIMO传输时OBSS干扰问题的解决方案研究

交叠的基本业务集 (OBSS,Overlap Basic Service Set)是无线局域网的主要场景,如何有效地满足OBSS站点的QoS要求成为无线局域网的研究重点之一。而被称为新一代Wi-Fi的VHT(Very High Throughput) WLANs多用户MIMO的引入,使得OBSS场景的干扰问题成为亟待解决的对象。本文在VHT WLANs的草案基础上,针对无线局域网OBSS(Overlap Basic Service Set)站点在新型的多用户MIMO(MU-MIMO)传输机制下的干扰问题提出了三种解决方案。第一种是基于站点信道相关性的分组方法,通过分组使各站点信道之间相互正交或近似正交来达到缓解OBSS站点的强干扰问题,从仿真结果可以看到所提方案BER性能上的优越性;第二种方案是针对需满足QoS要求的OBSS站点,在现有协议基础上提出了一种基于波束方向约束的干扰避免方案,使系统“和速率”有较大的提升,所提方案不仅能够基本解决OBSS站点的强干扰问题,而且只需较小的帧结构修改,容易实现;第三种方案则是利用干扰对齐技术,在假定站点可以同时关联多个AP的场景下,对比了采用干扰对齐方案和传统方案时对OBSS站点性能的影响。论文最后通过仿真验证了三种干扰解决方案的正确性和有效性,为新一代Wi-Fi的应用奠定了坚实的基础。