基于拍卖的混合接入异构网络频谱共享

针对Overlay与Underlay模式的传统频谱共享系统网络效益较低的问题，提出了一种基于拍卖机制的频谱共享。当宏用户靠近飞蜂窝接入点时，飞蜂窝接入点与宏用户之间的链路性能比宏基站至宏用户的性能要好。此时宏基站希望将该用户卸载至飞蜂窝网络中，获得更好的通信服务质量的同时还能为宏基站节约能量。在保证飞蜂窝网络授权用户的QoS前提下，为激励网络内的混合接入，宏基站将自己的剩余频谱供飞蜂窝接入点使用，并对飞蜂窝接入点进行补偿。每个飞蜂窝接入点独立地决定自己的竞价，宏基站根据收集到的竞价决定最优分配策略。提出的基于拍卖机制的混合频谱共享能够使异构网络中的宏基站和飞蜂窝接入点的效用函数最大。并且补偿函数的引入能更好地激励飞蜂窝采用混合接入模式。     

异构网络中基于用户划分的资源分配与功率控制方案

部署异构网络是提高移动通信系统容量至关重要的举措。然而宏基站的高发射功率会使得微蜂窝边缘用户受到严重的干扰;同时,微蜂窝周围的宏蜂窝用户由于靠近微基站将同样受到其所造成的干扰,因此这些用户应该受到保护。通过研究异构网络下行传输中的资源分配与功率控制策略,提出了一种基于用户划分的资源分配与功率控制方案。首先根据用户的信干噪比对用户进行分类,同时为受干扰严重的边缘用户划分保护频带。此外,通过动态地调整每个基站在保护频带上的传输功率,在不过度牺牲系统性能情况下减轻边缘用户的干扰。仿真结果表明,与传统方案相比,该方案能够有效抑制宏蜂窝和微蜂窝边缘用户的干扰并提高整个系统的吞吐量。     

分层异构无线网络中的干扰抑制技术及分析

在无线网络中,带宽和降低功耗的需求导致小区的覆盖范围变小,这就要求减少用户与基站的距离,进而增加系统容量。传统宏蜂窝和低功率小蜂窝共存的异构网络可以有效地提高系统容量,但是宏蜂窝和小蜂窝的同层干扰和跨层干扰严重影响了系统性能。提出了分层干扰对齐预编码技术,有效地缓解了同层干扰和跨层干扰。     

近邻中继节点在异构网络中的分簇部署策略

无线异构网络数据传输中过多的协同节点使得蜂窝网络接入环境产生更多的干扰。为了使异构网络环境下的网络干扰最小,提出了一种近邻中继节点在异构网络中的部署策略。该部署策略首先构造异构网络干扰模型,进而分析异构网络下的各种干扰情况,最终推导并计算异构环境下的中继节点中断概率和误码率。在实验数据分析中,采用最近邻算法和固定部署策略比较协同网络性能。理论和实验表明,最近邻的解决方案可以有效地提高在异构环境中的蜂窝系统性能,对无线异构网络的干扰达到较好的效果。     

异构网络下基于混合保护子帧的干扰协调方案

增强型小区间干扰协调（enhanced inter cell interference coordination,eICIC)引入几乎空白子帧(almost black subframes,ABS)来降低异构网络中小区间的干扰,然而过多的ABS会损失宏蜂窝用户性能。为了提高异构网络的性能,联合考虑ABS和低功率几乎空白子帧(low power-ABS,LP-ABS),提出了一种基于混合保护子帧(Hybrid Protected Subframes,HPS)的干扰协调方案。该方案综合考虑用户资源分配、HPS密度、HPS混合比例以及用户接入策略,以最大化系统比例公平效用为目标。仿真结果显示,所提方案在系统负载均衡、用户吞吐量以及用户公平性等指标上都优于传统增强型小区间干扰协调方案。     

基于带内回程的全双工大规模MIMO异构网覆盖分析

在大规模多输入多输出(MIMO)系统中,带内全双工无线回程方案能够有效复用无线电接入频谱,大幅提高网络性能。为此,基于该方案构建大规模MIMO异构蜂窝网络模型,并假设网络元素分别服从独立齐次泊松点过程,利用随机几何理论分别研究宏蜂窝下行和小蜂窝上行链路信号干扰噪声比(SINR)的覆盖概率,分析不同参数对覆盖性能的影响。仿真结果表明,带内全双工无线回程方案能够有效提高系统频谱效率,但不能改善宏蜂窝和小蜂窝网络的SINR覆盖概率。     

LTE-A 异构网络的干扰抑制技术研究

针对传统的干扰协调算法存在着频谱效率不高,吞吐量低等问题,基于LTE-A,提出了一种改进的动态部分频率复用算法.在传统蜂窝网络中引入了低功率节点,与宏蜂窝网络组成异构网络.在改进的算法中,划分了干扰区域,以干扰区域比重为依据对用户进行分组,再为用户分配子信道.同时,建立干扰图,用点着色算法对图中顶点进行着色,再根据着色结果对节点进行分组,依据分组结果使用频谱资源分配算法进行资源分配.实验结果表明,该算法与传统算法相比具有更高的频谱效率,在保证系统的吞吐量的同时提高了用户的信道噪声比SINR.     

密集异构网络中D2D通信的多对多资源共享

为解决高接入量、高数据速率需求下的频谱资源短缺问题,将D2D通信技术引入蜂窝网络,研究密集异构网络中D2D通信的多对多资源分配与功率控制问题.多对多频谱共享将显著提高频谱效率,但在密集场景下会产生干扰累积问题.针对干扰累积问题,提出基于集合划分的多对多资源共享方案,提高D2D用户接入率以及最大化系统吞吐量;设计基于连续凸逼近的功率优化算法,降低主次用户间的干扰,提高D2D用户的稳定性.将仿真结果与其它算法进行比较,验证了该算法可有效控制干扰,显著提高系统吞吐量和D2D用户接入率.     

异构蜂窝无线网络安全关键技术研究

针对异构蜂窝无线网络物理层安全性低的问题,通过在宏基站处设计一个特殊发射信号,来消除宏用户处接收到的小基站干扰信号,并采用增加分布式天线数量来提高宏蜂窝和小蜂窝的安全性可靠性折中性能,提出一种安全性可靠性折中的干扰消除机会天线选择(Interference-Canceled Opportunistic Antenna Selection, IC-OAS)方案,并推导得出方案的窃听概率和中断概率,表征方案的安全性可靠性折中性能。数值结果表明,所提IC-OAS方案有效消除了宏用户处来自小基站的信号干扰,提高了整个异构蜂窝无线网络的物理层安全性。相较于传统干扰受限机会天线选择(Interference-Limited Opportunistic Antenna Selection,IL-OAS)方案,所提IC-OAS方案在总和IOP方面具有明显的优势,且随着小蜂窝与宏蜂窝功率比的提升,优势更明显,具有一定的有效性。     

异构无线网络干扰对齐技术研究

由于宏蜂窝和微蜂窝所构建的异构网络可以大幅提高网络的容量而成为未来移动通信的发展趋势,但是微蜂窝的引入增加了异构网中小区的数量,使得小区间同道干扰更加突出,成为限制异构网容量的主要因素,因此,需要研究有效的干扰抑制技术以增强网络性能。近年提出的干扰对齐技术能够获得干扰网络的最大自由度并可达其最优容量。为此研究了基于低秩干扰空间的多小区干扰对齐技术,然后将其推广到异构无线网络,提出了优化的异构网络干扰对齐方案。仿真结果表明,优化后的干扰对齐技术能够有效提高网络容量并降低实现复杂度。     

基于认知OFDM系统的功率分配算法

在正交频分复用的认知无线电系统中,授权用户会受到认知用户频带内子载波带外功率泄漏的干扰。针对这一问题,提出了一种基于幂函数分布的次优化功率分配方案,通过线性约束的凸优化数值运算,有效降低了最优方案中运算的复杂度。给出了在认知用户发射功率约束条件下的信道吞吐量分析。仿真结果表明,所提出的方案在满足授权用户干扰门限约束条件下,提高了现有功率分配方案的认知用户信道吞吐量。     

Analysis of CFO effects on and phase compensation method for SC-FDMA systems

Discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiplexing (DFT-S-OFDM) based single carrier-frequency division multiple access (SC-FDMA) is accepted as the uplink transmission scheme by the 3GPP-long term evolution standardization organization. In this paper, the effects of carrier frequency offset (CFO) on DFT-S-OFDM system are analyzed for both single user and multiple user accessing scenarios. According to the analysis, the CFO results in the attenuation, linear phase rotation, inter-symbol interference (ISI) and inter-sub-carrier interference (ICI) on the demodulated symbols of each desired user, and the multi-user interference (MUI) among uplink users. The theoretical values of ISI, ICI, and signal to interference ratio (SIR) are presented for the DFT-S-OFDM system with full and partial bandwidth detection respectively. A phase compensation method is proposed to reduce the effect of linear phase rotation on the demodulated symbols. Finally, the analytical values are verified by the simulation results.     

认知无线网络中基于Vandermonde预编码的认知用户可达比特率研究

在认知无线网络中,主用户与认知用户要求在频率选择性衰落信道下与它们各自相应的接收机进行同时通信.主用户与认知用户之间的干扰必须尽可能消除以实现两者的频谱共享.本文提出了认知正交频分复用(OFDM)中采用Vandermonde预编码的预编码多址接入(PDMA)策略,它有效利用认知信道的频率选择性构成频率波束成型器.在主用户干扰受限和最优功率分配策略下,采用Vandermonde预编码可使认知用户达到高比特传输率.理论推导过程均采用数值计算与仿真得到证明.数值计算与仿真结果表明,最优输入功率分配策略可使认知用户对主用户不产生干扰的前提下获得可达比特传输率(ABR).同时,数值仿真验证了理论推导过程.在认知无线网络中,采用Vandermonde预编码器构成PDMA,认知用户接收机信噪比与主用户目标速率均可以显著影响认知用户的可达比特率.     

Achievable bit rates of cognitive user with Vandermonde precoder in cognitive radio network

In cognitive radio network (CRN) where primary user (PU) and secondary user (SU) wish to communicate with their corresponding receivers simultaneously over frequency selective fading channels,the interference between PU and SU should be eliminated in order to realize spectrum sharing.Precoder division multiple access (PDMA) that implements Vandermonde precoder in cognitive orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is proposed,which benefits from the frequency selectivity of the cognitive channel to ...     

MIMO系统中基于非正交多址接入的功率分配算法研究

随着移动通信技术的发展,通信服务已变成人类日常生活中不可或缺的部分.尤其是近年来各类智能终端的大众化,使得接入无线通信的用户数和人们对通信服务的需求均呈爆炸式的增长.但现如今可用的频谱资源是有限的,且传统的正交多址接入系统的用户接入数受限,很难满足用户日益增长的需求.非正交多址接入允许在同一时频资源上复用多个用户,极大程度地提高了系统的用户接入数和频谱效率.将非正交多址接入技术运用于多输入多输出系统中,更进一步地提升系统各方面的性能.针对在MIMO-NOMA系统中现有的研究存在的复杂度较高的问题,提出一种基于串行干扰消除残留的功率分配算法.首先,建立斯坦克尔伯格博弈模型,将基站设置为卖方,小区内各用户设置为买方.其次,使用拉格朗日函数求出在约束条件下用户购买的最优功率,此功率为关于单位价格的函数.最后,求解出基站为各用户设置的最优单位功率价格.在基站和用户双方博弈的过程中,基站动态地调整功率价格,尽量最大化自身收益.仿真结果表明,所提算法与分数阶功率分配算法相比,吞吐量在系统总功率为24 dBm且串行干扰消除因子为0.001时有15.65%的提升,并且在吞吐量性能与文献[10]相近的基础上,降低了运算复杂度,减小了基站的功率消耗.     

异构无线网络的认知节点位置分析

针对异构无线网络的协同频谱感知的检测能力问题,提出了一种基于信号相关特性的协同判决策略,采用环状对称的认知节点预布置方法来提高预定区域内主用户的检测能力.通过对称布置认知节点对之间的协同检测来减少隐藏终端误判概率,解决双工状态的主用户检测问题并实现对处于接收状态的异构网络主用户的非协议解析.数值仿真验证了该认知节点预布...     

基于协作通信异构网络链路质量提升技术研究*

针对双层异构网络中跨层干扰、频繁越区切换等问题对Macrocell用户上行链路性能的不利影响,提出利用协作通信技术削弱其影响的方法,即通过Femtocell接入点和Macrocell用户的协作传输提升Macrocell用户上行链路的性能,同时分析了译码转发和直接转发两种方式下Macrocell用户性能。理论分析和仿真结果表明,基于Femtocell接入点的协作通信技术在Macrocell用户上行链路性能方面明显优于直接传输。     

基于纠错反馈的FCrSK带内频分多址干扰对消算法

LoRa技术近年来在低轨卫星通信中得到广泛关注,但仍存在抗多普勒频移能力差和多址容量低的问题。为此,基于具有良好抗快时变衰落的折叠调频斜率键控调制(FCrSK)波形,设计了带内频分多址接入方式。其中每个用户采用不同初始频率信道实现多址接入,且所有用户均共享相同的频带资源。并且分析了该多址方式存在的多址干扰问题,给出了一种基于纠错反馈的带内频分多址干扰对消方法,该技术相较于LoRa体现出更好的多址接入容量和更强的多普勒鲁棒性。     

Mobility information for resource management in wireless ATM networks

User mobility poses a significant technical challenge to network resource management in wireless ATM (Asynchronous Transfer Mode) networks. In order to guarantee quality of service (QoS) to mobile users and to achieve a high efficiency in network resource management, the information of mobile users' handoff at a future moment is essential for statistical multiplexing. This paper develops a novel fuzzy logic inference system to estimate the user mobility information for a wireless ATM network which uses a direct sequence code division multiple access (DS/CDMA) protocol. The estimation is based on measured pilot signal strengths from a number of the nearest base stations by the mobile user. Numerical results are presented to demonstrate the performance of the proposed technique under various path losses and channel shadowing conditions. The proposed technique can achieve simplicity, accuracy and low cost.     

异构网中基于改进蝙蝠算法的动态CRE偏置选择

Macrocell和Femtocell的两层蜂窝网络中的用户位置在空间和时间上具有很大的随机性,给资源分配和干扰管理带来许多挑战。为了适应这种随机性的资源分配,提高同频组网中下行异构蜂窝网络的小区边缘用户的通信速率,更好地实现负载均衡效果,提出了一种基于改进蝙蝠算法来实时动态设置Femtocell小区范围扩展偏置值（CRE）的方案,来缓解宏基站高热点负载压力,提高网络容量,从而用户合理选择接入不同基站,使功率资源得到合理利用,达到负载均衡的目的。仿真结果表明,与现有方案相比,该方案在保证Macrocell通信性能的情况下,提高了小区边缘数据速率及能效,实现了更好的负载均分效果。