一种无线异构网络中的分步协作基站分簇方法

为抑制小区间干扰提高系统性能,基于异构网络提出了一种分步基站分簇方法。该方法首先依据期望用户受到的除主服务基站之外的其余基站的信号干扰强度,确定待分簇基站集合;然后根据期望用户接收到待选集合中各个基站的信号强度,确定最终参与协作的基站集合。分步基站分簇方法通过缩小用户选择范围,同时综合考虑用户所在小区的信号强度和周围基站的干扰信号强度进行协作基站分簇。仿真结果表明：相对于现有功率最大法和阈值法,基于分步的基站分簇方法具有更高的用户端传输速率,更好地提升了系统性能。     

一种基于阈值的无线异构网络基站分簇方法

为抑制小区间干扰,提高系统性能,研究了异构网络中的基站分簇问题,提出了一种基于阈值的协作基站分簇方法.该方法在异构组网场景下,以最大化接收端传输速率为目标,通过选择满足设定阈值的基站进行协作,考虑了用户所属基站信号强度和非所属基站的干扰情况,分析了不同分簇方法下的用户传输速率变化情况.仿真结果表明,所提算法在系统传输速率性能方面优于现有方法.     

超密集组网下一种基于干扰增量降低的分簇算法

超密集网络(UDNs)拉近了终端与节点间的距离,使得网络频谱效率大幅度提高,扩展了系统容量,但是小区边缘用户的性能严重下降。合理规划的虚拟小区(VC)只能降低中等规模UDNs的干扰,而重叠基站下的用户的干扰需要协作用户簇的方法来解决。该文提出了一种干扰增量降低(IIR)的用户分簇算法,通过在簇间不断交换带来最大干扰的用户,最小化簇内的干扰和,最终最大化系统和速率。该算法在不提高K均值算法的复杂度的同时,不需要指定簇首,避免陷入局部最优。仿真结果表明,网络密集部署时,有效提高系统和速率,尤其是边缘用户的吞吐量。     

5G超密集网络环境下功率控制方案研究

超密集网络(Ultra Dense Network,UDN)是一种通过密集化地部署各种低功率小基站来提升系统容量的技术,因可以解决小区覆盖盲区、实现用户无缝连接、缓解宏基站压力以及配置灵活等优点被列为未来5G通信系统的关键技术之一。在密集基站的网络部署下,基站与终端的路径损耗有所降低,在增大有益信号的同时也提升了干扰信号,影响通信系统的性能和用户终端的服务质量。为提升用户的服务质量和降低系统损耗,提出了一种跨层功率最大化方案,选取发射功率最强的小基站作为服务基站。提出一种协作功率最大化控制方案,选取2个小基站为用户提供协作式数据传输服务。仿真结果表明,2种方案均能提升用户的服务质量,后者在能效等指标上要优于前者。     

上行中心式协作多点传输基站处理算法研究

在蜂窝通信系统中,小区间干扰是影响系统性能的关键因素.在上行传输系统中,通过基站协作接收可以把协作簇内的小区间干扰转化为有用的信号.基站协作需要通过骨干网交换大量的数据,当骨干网容量有限时,必须考虑对各基站接收信号先进行本地处理.本文用统一的框架研究四种本地处理方案,包括对各天线采样信号的直接量化、基于信源编码的单源压缩算法、考虑基站间接收信号相关性的分布式多源压缩算法、以及对部分基站实行本地解调等.我们将研究当采用这四种方案时骨干网容量约束与系统可达和数据率之间的关系,分析用户位置、收发端天线配置等参数对这些方案性能的影响,讨论他们的实现复杂度和适用场景.     

一种新的基站空域协作干扰抑制方案

这里提出了1种新的基站空域协作干扰抑制方案,该方案根据用户受到干扰的不同情况,动态地对相邻小区基站进行划分成簇.同时对所提出的方案在不同预编码算法和不同发送天线数目的条件下用Matlab软件进行仿真验证,其中,预编码算法的选择需要根据系统性能需求和实现的复杂度进行权衡.仿真结果表明所提出的动态协作簇小区间干扰抑制方案可...     

HetNet场景下基于时延的多基站协作传输方法

小基站的部署有效提高了无线网络的覆盖范围和系统容量,多点协作传输(CoMP)技术被认为是一种减少基站间干扰的有效策略。提出了一种用于HetNet场景下基于时延的多基站协作传输方法。首先,利用各协作基站传输信号到用户之间的时延差,据此计算时延补偿因子,在基站端发送信号时进行频域上的相位旋转,实现时延补偿;其次,依据基站间回程时延,选择合适的协作基站,实现基站协作同步,并减少回程时延,降低时延对协作传输的影响。最后,在matlab平台下对该方案进行仿真验证,相比传统方案该方案可降低干扰,提升边缘用户吞吐量和系统整体的吞吐量。     

频分双工协作多点传输系统面向用户的传输模式选择性能北大核心CSCD

协作多点传输在提高边缘用户性能方面具有很大的优势,近年来受到了广泛关注。根据基站间交换信息的不同,基站协作的形式可以分为联合处理与波束协调。用户可以根据需要为协作簇内的每个基站选择联合处理、波束协调或不协作的传输方式。本文分析了在基于单小区量化并反馈相位模糊的频分双工系统中,存在信道量化误差时用户端应当如何选择基站传输模式。通过推导用户平均信干噪比的下界并针对特殊位置的用户进行分析,我们发现协作簇内所有基站都参与协作的性能优于不协作的性能,但具体协作方式取决于相位模糊量化是否准确。当相位模糊量化准确时非本地基站都应参与联合处理,否则非本地基站则应进行波束协调。仿真结果表明当用户位于一般的位置时上述结论依然成立。     

无线供电混合多址接入网络的资源分配

无线供电技术是延长无线网络节点寿命的有效方案。该文研究一个由基站和多个分簇用户组成的无线供电混合多址接入系统。系统的传输分为两个阶段。在第1阶段,基站向用户广播能量;在第2阶段,用户向基站传输信息。用户簇和用户簇之间采用时分多址接入,分时传输;同一簇内多个用户采用非正交多址接入,同时传输。该文研究联合优化系统的各阶段的传输时间、基站的发射功率、用户的发射功率等资源,分别以优化网络频谱效率和用户簇之间的公平性为目的,提出最大化网络吞吐量和最大化用户簇的最小吞吐量的联合资源分配算法。研究结果表明所提的两种算法分别能有效提高系统的频谱效率和保证用户簇之间的公平性。     

面向船联网的NOMA系统用户公平性研究

非正交多址技术(Non-orthogonal Multiple Access, NOMA)有助于提升船联网的连接数量和频谱效率。通过研究公平性约束下船联网NOMA系统的能量效率优化问题,设计基于速率方差的用户公平性因子,并提出了一种公平性约束下NOMA系统的能量效率优化策略。首先,假设基站到各个簇的发射功率相同且簇内用户数固定,以最大化能量效率作为用户分簇的目标,利用遗传算法对用户分簇方案进行优化;其次,在满足最小公平因子的条件下对簇内用户间的功率分配进行优化。仿真结果表明该优化策略能提高能量效率且用户公平性得到了保证。     

一种超密集网络基站分簇管理算法

为了降低超密集网络中基站管理算法的计算复杂度并提升基站的能源使用效率,根据用户密度、网络负载量等信息,提出了一种基于分簇的动态管理基站算法.该算法首先根据用户测量报告计算出理论最小需求基站数,然后对基站进行合理的网络分簇,最终通过粒子群优化算法确定基站休眠组合.仿真结果表明,与未进行分簇的基站管理算法相比,该算法可以降低约60%的计算复杂度,并能有效降低基站能源消耗.     

星地融合网络中基于层分复用的广播和单播传输鲁棒波束赋形

星地融合网络(STIN)为解决下一代无线通信中地面基站存在的覆盖范围约束和频谱短缺瓶颈提供一种有效架构。针对该融合网络中下行广播和单播单独传输性能受限问题，该文建立基于服务质量(QoS)约束的最小化传输功率优化模型，提出基于层分复用(LDM)的鲁棒联合波束赋形传输方案。且根据最差情况准则，采用S-Procedure及半正定松弛(SDR)方法将具有无穷维约束的鲁棒优化问题转化为具有线性矩阵不等式(LMI)的确定性优化形式，并提出一种基于罚函数的迭代算法求解该问题。仿真结果表明，所提方案在传输功耗方面比传统正交时分复用(TDM)传输方案降低约6 dBm，且用户平均速率相较于非协作传输方案提升明显。     

QoS约束下多层异构蜂窝网中基于分层休眠的节能机制研究

针对多层异构蜂窝网中资源分配和节能问题,本文基于随机几何模型利用分布式配对算法实现了用户连接和资源分配的联合优化,并利用分层休眠机制提升了系统的整体能效。首先,采用随机几何工具对不同类型的基站进行建模,在建立模型的基础上提出用户QoS约束下的最小化系统总功耗的联合优化方案,然后将该方案分解简化为用户连接资源分配和基站休眠两个子问题,并分别利用稳定配对算法和基于投票法的分层休眠机制加以解决。仿真和分析结果表明本文方法可以显著提升系统能效,与已有的休眠策略相比具有更低的用户平均中断比。      

多波束小基站协作通信的资源分配和位置规划

针对小基站加载多波束阵列天线后协作提供通信覆盖的资源分配与位置规划问题,建立了以最小化基站总功耗以及基站间负载均衡为目标函数的多目标混合整数非凸优化模型;给出了一种迭代优化算法,将问题分为用户关联、功率分配和位置部署3个子问题,在固定基站位置和波束功率下通过改进的鲸鱼算法求解出用户与波束的关联关系,在此基础上利用连续凸逼近法和改进差分进化算法交替优化功率分配和基站位置部署。数值仿真表明,多波束小基站与所提迭代算法可灵活适应复杂业务需求分布,降低网络功耗和均衡基站间负载。可为小基站加载阵列天线增强通信覆盖提供参考。     

基于系统平均性能增益最大化的基站群协同分簇方案

提出了一种基于系统平均性能增益最大化的协同基站群分簇方案.首先,由基站间协同的信干比增益的概率分布得出基站间协同的平均信干比增益;然后,以系统平均性能增益最大化为标准生成簇结构.该方案在保证系统性能的同时降低了CSI失真对分簇带来的影响,且降低了系统开销.仿真结果表明,当信道变化因子和失真因子均为0.3时,该方案和现有利益树分簇方案相比,系统平均性能增益最大可提高0.7bit/s/Hz/cell.     

超密集网中一种基于人工蜂群的节能分簇算法

超密集网络中,密集部署的低功率基站将会加大系统的能耗,并且造成紧缺频谱资源的浪费.探寻干扰协调和系统节能的可行性方法在超密集网络架构下提出基站的休眠—唤醒—活跃机制,减小了休眠基站直接转为活跃状态的开启时间;另外,提出一种基于人工蜂群染色分簇算法,尽可能使用最少的颜色给拓扑图中的小区染色,并对簇内活跃基站进行优化功率分配.经仿真表明,休眠—唤醒—活跃机制能够提升系统的能源效率,染色分簇算法也可以改善用户的频谱效率和吞吐量.     

下行多点协作传输系统中基于大尺度信道的协作用户选择

研究下行多点协作传输系统中的协作用户选择问题.首先分析下行多基站协作系统中空域满复用服务多用户的必要性,而后研究满复用传输时的协作用户选择方法,被选为一组的用户在相同的时频资源上由多个基站以协作空分多址的方式服务.分析表明,每个被服务用户的平均接收信干噪比与相邻协作小区内被服务用户的大尺度信干比成递增关系.在此基础上,提出一种基于大尺度信干比的协作用户选择方法.仿真结果表明,与现有基于大尺度信道信息的用户选择方法相比,所提出的方法以较小的小区平均数据率损失为代价,大幅度提升了小区边缘用户数据率.     

基于信道相关统计及有限反馈的多基站协作波束成型

为减少多基站协作波束成形系统中基站间的信息交换量和用户信道信息反馈量,提出一种基站联合利用有限反馈信道参数和信道空间相关矩阵估计信道矢量函数的方法;基于所估计的信道矢量函数,提出一种多基站协作扩展迫零波束成形算法。相比已有的多基站协作波束成形方案,所提算法能在反馈/回程开销和系统性能之间取得更合理的折中,计算仿真验证了所提算法的有效性。     

无线供电混合多址接入网络的最优能效资源分配研究

在能量受限的通信系统中，能量效率是衡量系统性能的关键指标.本文研究由一个基站和多个分簇用户组成的无线供电混合非正交多址接入系统.在该网络中，基站通过无线能量传输方式给用户供能，用户则利用收集到的能量向基站传输各自的信息.为降低基站的接收解码复杂度，用户采用分簇的方式进行信息传输：簇间用户的信息传输采用时分多址方式，而簇内用户的信息传输采用非正交多址方式.通过联合分配能量传输与信息传输的时间长度以及控制基站和用户的发射功率来实现网络能量效率的最大化.由于涉及的优化问题是非凸的，本文先通过寻找问题最优解的结构，然后根据分式规划理论，提出了一种新的迭代资源分配算法来求解该问题.仿真结果表明，与"吞吐量最大化策略"和 "固定时间分配策略"两种基准策略相比，所提出的算法显著提高了网络的能量效率.     

协作异构网络中的用户接入与功率控制联合优化

本文研究协作异构网络下行传输中的用户接入和功率控制问题。考虑多基站采用协作传输来回避小区间干扰,在满足用户数据率需求、单基站功率约束、以及给定每个用户最多接入基站个数的限制下,最小化所有基站的总发射功率。该问题属于包含0/1变量和连续变量的组合优化问题,其全局最优解可以通过遍历搜索得到,但会导致很高的计算复杂度。为了降低复杂度,本文提出了一种基于几何规划的用户接入和功率控制联合优化方法。所提出的方法首先将问题中的0/1变量表示为连续函数,进而将得到的优化问题转化为几何规划问题并进行求解。仿真结果表明,相比于现有的用户接入最近基站方法、用户接入信号最强基站方法、以及偏移接收能量最大方法,所提出的方法能够有效地平衡网络中各小区负载,因而可以支持更高的用户数据率需求,在相同的用户数据率需求下能够大幅降低系统的总发射功率。