多小区OFDMA系统的分布式资源分配方案

该文研究了多小区OFDMA系统中下行链路的资源分配问题,主要考虑同信道干扰和频率选择性衰落对资源分配的影响,提出一种基于基站的分布式分配方案,同时考虑用户的服务质量要求(QoS)及公平性,完成子载波和功率的联合分配。算法只要求基站间简单的子载波使用计数的信息交换,不会给系统带来很大的信令负载。仿真表明,通过调整参数,该算法可以取得不同性能间的折衷。     

认知网络中基于中继的频谱资源分配

根据无线认知中继网络上、下行链路子载波的信道特性,研究认知网络的频谱资源分配,提出一种上、下行链路子载波联合优化的分配算法。该算法根据子信道增益差值因子的大小分配下行链路子载波,以源节点和中继节点功率最小化为优化目标配对上行链路子载波,以用户的实时需求分配子载波的比特和功率,有效降低了系统的发射功率,提高了系统吞吐量。仿真结果表明,与启发—集中式和分布式辅助反馈传输功率分配算法比较,该联合优化算法的单位比特功耗降低了1.5~3 dBμW,误比特率性能提高了1个数量级左右。     

3D MIMO在无线携能通信系统中的应用和优化设计

为了提高无线携能通信(SWIPT)的效率,在基站采用3维(3D)定向天线,通过动态调整天线下倾角,来开发垂直维度,从而增强SWIPT中能量和信息的传输效率。该文研究单小区多输入多输出(MIMO)SWIPT系统,基站和用户分别使用迫零(ZF)预编码和功率划分(PS)技术。构建以最小化发送功率为目标的优化问题,在信噪比(SNR)和获取功率的约束下,联合优化了天线下倾角,PS比和分配的功率。最佳PS比和最优功率分配以闭合表达式给出。仿真表明,所得到的优化解的性能优于具有可调下倾角的常规MIMO系统和不考虑垂直维度的2维(2D)方案。     

基于SWIPT-TS的被困用户双向传输时间分配算法

本文针对灾难场景下被困用户因移动终端无法充电而与外界中断通信的问题,提出了一种基于SWIPT能量采集的被困用户中继协作传输方法。该中继系统中被困用户为源节点,周围的邻近用户随机地分布在其与基站之间并且作为其与基站进行通信的中继节点,并采用SWIPT-TS方式为被困用户充电。在被困用户采集的能量和系统下行速率的约束下,建立了系统上行可达速率最大的优化问题,通过分析两跳传输的对偶性以及利用Lambert W函数,提出了一种基于系统上行可达速率最大化的中继选择和时间分配算法。本文所提的算法的解是闭式型,因此复杂度较低。仿真结果表明,本文所提的基于系统上行可达速率最大化的中继选择和时间分配算法不仅可以为被困用户提供能量,还可以提高系统数据传输速率。      

实现OFDM系统中的关键问题

关键之一：同步同步是OFDM系统中的关键问题。在下行链路中,基站同步地向各个移动终端发送信号,这与广播的情形是一样的。所有来自于基站的数据可以被移动终端的同步利用。在上行链路中,来自不同移动终端的信号必须以一定的同步性到达基站,才能保证子载波间的正交性。这里,只有分配给某一移动终端的子载波携带的信息才可以用于估计该移动终端的时域和频域偏移。这些偏移是由基站生成的,再由基站发回移动终端,以便进行同步。同步又分为时域同步和频域同步。同步算法：时域同步算法有两种,分别是基于导频和基于CP的同步算法。基于…     

一种基于光载波抑制的ROF双工系统

为克服远距离光纤传输系统中色散效应的影响,研究了一种基于光载波抑制的单工ROF(光纤无线电)系统,并提出改进的双工ROF系统传输方案。在中心站,采用20GHz的射频信号将下行链路信号耦合至光载波抑制频段处,通过单模光纤传输50km至基站,并重复利用未调制边带传输上行链路信号。通过仿真得到的系统光谱图和误码率曲线表明:加入上行链路信号传输后,下行链路的光纤能量损耗降低,上、下行链路同时具有较好的抗色散能力。     

携能网络中保障能效的缓存队列中继选择与能量分配方案

在无线携能（SWIPT）网络中,带有缓存队列的一对半双工SWIPT中继可以在一个时隙内完成信息同时收发,实现虚拟全双工通信。针对SWIPT虚拟全双工网络的资源分配问题,该文研究了缓存队列机制的最佳SWIPT中继选择与子载波能量分配方案。首先建立数学模型,参考注水因子辅助搜索算法,以最大化能效为目标,在满足能量、信息传输速率、最佳接收中继干扰等多个约束条件下,通过求解优化问题选择SWIPT最佳转发中继,同时得到最佳转发中继的子载波能量分配最优解。仿真结果表明,与最大化端到端可达速率为目标的联合资源分配算法相比,所提方案考虑了SWIPT网络中继间干扰。且当源端发送功率较大时,所提方案可以获得较高的能效。      

采用半导体光放大器进行直接调制的全双工光纤无线通信系统实验研究

提出并实验研究了一种将光源和光调制器集中于中心站,而基站中使用直接调制半导体光放大器的新型光纤无线通信系统,在中心站采用相位调制器和光交错复用器产生光毫米波,并同时将未调制信号的光载波与光毫米波一起发送到基站;在基站中将下行链路的光载波分离出来作为上行链路的光载波,并利用半导体光放大器将上行链路的信号调制到光载波上,同时对上行链路的信号进行放大.实验结果显示可以将下行链路中2.5Gbit/s的数据和上行链路中250Mbit/s的数据在单模光纤中传输40km.     

多用户JT MIMO系统下行联合功率分配算法

文中提出一种多用户MIMO下行联合发送（简称JTMIMO）技术中的功率分配算法。首先给出了多用户JT MIMO下行链路模型，并导出了下行信道干扰模型和有偏信道信息下的SINR公式。在此基础上，文中提出一种适用于多用户JTMIMO下行链路的联合功率分配算法，仿真验证表明：通过合理分配用户的发送功率，在满足每个用户信干比（SINR）的前提下，最小化总传榆能量具有较好的能量效率。     

云无线接入网络的下行链路能效的优化

在下行云接入网络(C-RANs)中,核心网络内基站处理单元(BBU)通过前向回传线路向远端无线电头端(RRH)传输数据,然后RRHs通过无线接入链路转发数据。目前,C-RANs的下行链路的能效是C-RANs的研究热点。为此,对C-RANs下行链路能效进行研究,其目的在于最大下行链路的能效。通过对联合用户分配(UA)、RRH激活、数据率分配和信号预编码约束,建立能效最大化表述式,再利用基于逐次凸二次规划的迭代算法求解混合整数非线性问题。仿真结果表明,提出的联合优化设计提高了C-RANs的能效。     

Joint downlink and uplink resource allocation for multi-carrier SWIPT system

A multi-carrier simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) communication system including one base station (BS) and one user was investigated,where both uplink and downlink adopt orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).In the downlink,the BS transmited information and power to the user simultaneously.In the uplink,the user transmited information to the BS by using the power harvested from the BS in the downlink.The weighted sum of the downlink and uplink achievable rates by jointly optimizing subcarrier allocation and power allocation of the uplink and downlink were aimed to maximized.An optimal algorithm to solve the joint resource allocation problem was proposed,which was based on the Lagrange duality method and the ellipsoid method.Finally,the result shows the performances of the proposed algorithm by computer simulations.     

多天线系统中多中继传输的时间分配和功率分配优化方法

本文考虑单小区内的两个中继使用解码转发的方法为两个用户提供下行数据的场景,基站和中继配置多根天线,用户配置单天线。两中继使用相同的频率资源同时为两个用户提供服务。为减小两中继同时向两用户传输时产生的干扰,中继到用户的传输采用协作干扰避免的策略;相应的基站到中继的传输采用多用户空分复用的传输策略。本文在时间分配和功率分配两个方面对上述两跳传输过程进行了优化,提出了两跳传输最优的时间分配策略。由于功率分配最优化问题难以求解,本文提出了一种匹配链路容量的次优功率分配方法,并对其进行简化以降低复杂度。通过仿真可以看出,简化的功率分配方法与匹配链路容量的功率分配性能很接近;所提出的时间分配和功率分配方案可以获得有效的性能提升。      

多小区大规模协同功率分配及波束成形算法

针对大规模多输入单输出的多点协作下行系统,本文主要研究协同波束成形和功率控制,以达到最大化最差用户信干噪比的目的。为了求解原始下行的非凸优化问题,首先将原始优化问题转化成等价的上行优化问题进行求解。尽管在有限系统里可通过迭代算法获得波束矢量和发射功率,但是该算法依赖于瞬时信道信息,功率也需要瞬时更新。为了减少功率更新计算复杂度,本文进一步利用随机矩阵理论,提出了只需要依赖统计信道信息的算法来获得发射功率。数值仿真验证了单基站功率约束下所提算法的有效性以及相对于最大比发送算法的优越性。      

协作NOMA系统中的一种新型节能功率分配方案

在传统的协作非正交多址（CNOMA, Cooperative Non Orthogonal Multiple Access)系统中,通常需要向弱用户分配更多的功率,分配给强用户的功率不超过总功率的一半。同时,强用户还需在协作阶段承担中继通信的任务。上述功率分配方式必将给强用户带来一定的负担。为了在满足弱用户服务质量的情况下,进一步提高强用户的中断性能,本文提出一种基于中继和无线携能通信（SWIPT, Simultaneous Wireless Information and Power Transfer）的新型功率分配方案。该方案使用能量收集设备收集能量,通过最大化系统和速率寻求无线携能通信的最优功率分割因子,从而获得系统中断概率的闭式表达。考虑到优化问题的性质,本文提出了一种在功率分配固定的情况下,通过单调优化求解无线携能通信功率分割因子的算法。仿真结果表明,与CNOMA系统的传统功率分配方案相比,本文所提方案能够在不损失弱用户中断性能的前提下,有效提升强用户的中断概率,系统和速率总体提高了近 20%。      

基于干扰效率多蜂窝异构无线网络最优基站选择及功率分配算法

针对多蜂窝多用户异构无线网络干扰管理和效率提升问题,该文研究了基于干扰效率最大的下行链路基站(BS)-用户匹配和功率分配问题。首先,考虑宏用户和微蜂窝用户的服务质量,将问题建模为多变量混合整数非线性规划问题。其次将原问题分解为基站选择和功率分配两个子问题。针对基站选择问题,利用凸优化问题获得最优基站选择策略;针对功率分配问题,利用二次变换法和Dinkelbach辅助变量法,将功率分配问题转换为凸优化问题求解。仿真结果表明,与现有算法对比,该算法具有较好的干扰效率和干扰控制性能。     

单频网多播系统中的开环半动态功率分配算法

在单频网多播传输中,传统的全反馈动态功率分配数算法需要根据每个时隙反馈的用户瞬时信道信息进行实时的调整,所以造成了资源分配频率快、上行反馈开销大的缺点。为了克服这个缺点,提出了一个低复杂度、没有用户反馈的单频网多播开环半动态功率分配算法。首先在各小区等功率分配的假设下,根据单频网的形状信息算出各小区等价信道增益,然后再根据这个增益值,实现满足速率需求情况下的各小区功率分配。仿真结果显示,与全反馈的动态功率分配算法相比,该算法以一小部分性能损失为代价,大大减少了单频网的上行反馈和资源分配的开销,因此更适用于实际的单频网多播系统。     

LTE系统中保证CCE分配公平性的算法

在LTE系统中,CCE是传输控制信息所用的物理资源,被上行调度和下行调度共用,若上行调度中所需CCE资源多并且调度快,那么下行调度中将没有或者只有很少的CCE资源可以使用,导致PDSCH中的RB浪费大,反过来PUSCH中RB浪费大。为了避免这个问题的发生,采取限制上下行调度中分配CCE的最大UE数目的方法来保证其公平性,同时提出计算上下行调度中分配CCE最大UE数目的算法,最后通过仿真证明该方法是可行的。     

双智能反射平面辅助无线携能通信系统的安全通信优化

研究采用两个智能反射平面保障无线携能通信系统信息传输的物理层安全。通过联合优化两个智能反射平面的反射波束成形和基站的发射波束成形以最大化系统的总信息传输速率,同时满足基站的发射功率约束、能量收集用户的最小能量收集约束与最大窃听速率约束,以及智能反射平面反射系数的模一约束。由于存在两个智能反射平面之间的反射链路,所构建优化问题的优化变量高度耦合,难以直接求解。提出一种基于交替优化、半正定松弛和连续凸逼近的算法求问题的次优解。仿真结果表明,与现有的基准方案相比,所提算法能在保证信息传输安全和满足能量传输要求的情况下大幅提高系统的总数据速率。