新工科背景下CDIO多元协同电子信息实践平台建设

新经济、新产业的发展对电子信息人才的培养提出了新挑战。新工科是我国工程教育改革的重大战略选择,高校应结合自身发展定位,加快推进传统工程教育模式改革。为分析新工科背景下电子信息人才培养的新要求,阐述电子信息特色课程群建设的重要意义,河南科技大学根据自身特色优势,结合地方信息产业发展,建设了基于CDIO的多元协同电子信息课程实践平台,组建了电子信息工程特色教研团队,建设了符合新工科人才培养要求的多元协同电子信息课程群。

基于IEEE 802.11ac的多用户MIMO传输方案的优化设计及其性能分析

在IEEE 802.11ac Draft 2.0标准草案的基础上,针对其新引入的多用户MIMO传输机制进行了深入研究,提出了几点改进的优化设计方案,并完成了相应的性能分析。最后对IEEE 802.11ac的多用户MIMO传输方案进行了系统的性能分析,仿真结果表明,改进的传输方案在误比特率(BER)和吞吐量方面获得了明显的性能增益,且与针对性能的理论分析与仿真结果相吻合。

联合网络编码和中继选择的协作传输方案及其性能分析

研究了Nakagami信道中联合网络编码和双向协作中继选择的中断与平均误码率的性能,基于3个时隙的网络编码方案提出了一种最小化较差用户误码率的协作中继选择策略。在Nakagami信道下,从双向通信的角度,通过理论分析得出其中断概率和平均误码率的解析式和渐近式,同时推导了无协作中继选择时网络编码的中断概率和平均误码率解析式。通过理论分析发现,当Nakagami信道衰落参数降低时,联合网络编码的协作中继选择方案相对于无协作中继选择时的性能增益将逐渐升高。数值仿真实验结果表明,所提策略的平均误码率性能要显著高于无协作中继选择时的网络编码性能。

基于能效最优准则的双跳中继网络功率分配算法

针对单天线多跳系统中的资源分配策略进行了研究,重点研究了基于能效最优的功率分配算法。所提算法以系统能效最大化为设计目标,以满足指定的系统服务质量(QoS,quality of service)为约束条件,建立了以源节点和中继节点发射功率为设计变量的数学优化模型。通过大信噪比区间近似等效,将原始的非凸优化问题转化为凸优化问题。再利用拉格朗日对偶函数凸优化算法,并借助于LambertW函数,最终得到一种功率分配方案的闭合形式解,避免了采用交替迭代方法来求解最优化问题。相比传统以系统频谱效率最大化为目标的算法,所提算法能更好地提升系统整体能效,同时降低了功率分配算法的复杂度。

MAC层协作的VHT WLAN吞吐量增强方案及其性能研究

本文针对超高吞吐量无线局域网(VHT WLAN)引入多用户和带宽扩展后造成的载波侦听机制呈现的一些问题,提出了基于媒体接入控制层(MAC,Medium Access Control)协作的两层网络分配矢量(TLNAV,Two Level Network Allocation Vector)方案,该方案不仅有效解决了传统机制存在的问题而且在实际应用中简单易行,并能获得系统吞吐量的有效提升;在此基础上,本文提出了超高吞吐量无线局域网的不等带宽发送方案,该方案不仅解决了多用户模式发送时带宽的浪费问题,而且获得了系统吞吐量的进一步提高;本文对所提方案进行了性能分析,获得了所提方案在单用户和多用户发送模式下的吞吐量增益;最后本文通过仿真验证了所提方案的有效性以及理论分析的正确性,从仿真结果可以看到随着传输机会内剩余时长的增加所提方案能获得显著的吞吐量性能增益。

聚合干扰下小小区网络的协作传输方案及性能分析

该文针对聚合干扰下小小区网络协作传输的场景,分析了宏小区基站的物理位置服从泊松分布,且多用户预编码采用线性预编码时用户端的性能。通过基于概率密度函数的性能分析法,推导出小小区网络协作传输的中断概率、容量以及误符号率的闭合表达式,结果表明由于聚合干扰的存在,仅仅依靠小小区网络基站天线数的增加并不能持续提高用户端的性能。进一步,针对小小区网络中用户的接入问题,提出了一种基于能效最大化的用户接入方案,并对所提方案进行了性能分析和仿真验证,从结果可以看到所提小小区网络用户接入方案在提高系统能效方面要优于其他接入方案,仿真结果验证了基于能效最大化的接入方案的优越性,并验证了本文理论分析的正确性。

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。

Fountain码编译码算法结构的改进

在LT码的基础上对Raptor码进行了分析。根据IRA码的结构及其线性时间的编译码特性,提出了Raptor码和IRA码相结合的改进Fountain码结构。研究结果表明,该结构既保持了线性的编译码特性又能有效增强信元的恢复能力。利用其它编码技术与Raptor码相结合是今后进一步的研究方向。

信息与通信工程学科的专业认证方法研究

近年来,专业结构调整与认证已成为全国高等院校专业建设的首要内容,因此,专业结构的调整、专业认证标准以及专业认证的方法已成为全国高等院校本科教学的首要任务。本文针对我国高等院校所设信息与通信工程学科专业认证的现状,提出了具有中国特色的专业认证体系以及需遵循的认证原则,对信息与通信工程学科专业认证的若干问题进行了探讨和研究,为我国培养具有国际竞争力的优秀工程技术人才奠定基础。

基于干扰容忍的多小区系统的高效传输协议研究

针对多小区边缘用户的干扰问题,设计了两时隙的传输协议,通过采用基于信漏噪比的预编码方案,推导获得所提传输协议下的预编码闭合表达式,并设计了基于非线性最小均方误差的自适应接收机。仿真结果表明所设计的传输协议与传统协议相比具有较大的和速率增益。

无线通信基础的教学质量提升方法研讨

加快建设宽带、融合、高速的信息网络基础设施,对实现国家"十二五"规划中信息技术作为七大战略性新兴产业的目标具有重要意义。因此如何切实有效地提高无线通信基础课程的教学质量是目前亟待解决的现实问题,而课堂教学质量又是影响高等学校教学质量和学生综合素质的关键因素。本文主要从提高教师职业道德和学术水平、备好课、讲好课、搞好课堂气氛以及通过师生互动激发学生的学习积极性等方面研究提高课堂质量的方法和途径,对于提高我国高校无线通信基础课程教学质量具有积极的探索意义和参考价值。

多无人机辅助NOMA网络的联合无线资源分配算法

为了满足高容量需求和通信质量,提出了一种多无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)辅助下行非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)网络的联合定位、用户调度、用户配对和功率分配优化算法。在基站位置固定的网络场景下,推导出通用最优用户配对和功率分配策略闭式解。针对多小区场景,将无人机的位置优化问题转化为一个局部合作博弈问题,并证明所提博弈是一个精确的潜在博弈,它至少有一个纯策略纳什均衡(Pure Strategy Nash Equilibrium, PNE),且最优的纳什均衡(Nash Equilibrium, NE)能够最大化网络和速率。设计了一种集中分布式学习算法寻找最优PNE。仿真结果表明,该算法优于现有方案,显著提高了网络效用。

基于干扰保护的同信道干扰下VHT WLANs性能

首先针对同信道干扰下超高吞吐量无线局域网的场景,分析了热点覆盖位置服从泊松分布,多用户预编码采用线性预编码时用户端的性能,得到了用户端的信干比概率密度函数表达式,并在此基础上推导出用户端的误码率以及热点与用户之间的容量表达式.结果表明,由于聚合干扰的存在用户的性能随着热点天线数的增加而降低.然后针对同信道干扰下超高吞吐量无线局域网载波侦听机制的缺陷,提出了基于干扰保护的站点接入机制,即当信干比在小于干扰保护门限时站点参与信道使用权的竞争和数据的发送,使得超高吞吐量无线局域网在同信道干扰下能最大化系统吞吐量,最后通过仿真验证了分析的正确性和所提方案的有效性.

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。

基于上行多用户大规模MIMO系统能效优化算法

针对上行多用户大规模多输入多输出(MIMO)系统,提出了基于能效优化的资源分配方法。所提方法采用迫零(ZF)接收,以最大化系统能效下界为准则,系统功率消耗考虑电路功率消耗和发射功率消耗2部分,通过联合调整基站端的发射天线数和用户的数据速率来优化能效函数。首先,根据目标函数的性质,证明全局最优速率分配和天线数的存在性和唯一性,然后,根据分数规划的性质,把原始的分数最优化问题转换成减式形式,进而提出一种新的迭代算法。仿真结果表明,所提算法以较少迭代次数取得了接近最优算法的性能。

基于干扰消除的异构蜂窝网络中断分析

在异构网络中,小小区可以为宏基站用户提供接入服务,并能够根据自身条件调节传输参数。该文研究在宏基站端干扰消除技术,来消除宏基站到小小区用户的干扰。该文分析了采用此种方案后异构网络下行链路的整体性能,推导了宏基站和小小区用户接收端信噪比的概率密度函数和分布函数。在此基础上,得到了系统整体中断概率的闭合表达式。理论推导和仿真结果表明,干扰消除方案能够有效提升异构蜂窝网络的整体性能。

新工科背景下基于OBE的电子信息专业课程群建设

新经济、新产业的发展对电子信息人才的培养提出了新挑战。新工科是我国工程教育改革的重大战略选择。高校应结合自身发展定位,加快推进传统工程教育模式改革。本文分析了新工科下电子信息人才培养的新要求,阐述了电子信息特色课程群建设的重要意义。河南科技大学依托自身特色优势,结合地方信息产业发展,组建了电子信息工程特色教研团队,建设了多元协同的电子信息课程群,旨在培养具备突出跨界整合能力与实践创新能力的高端电子信息工程人才。

基于项目驱动的通信系统课程设计教学方法探索

将项目驱动法应用于通信系统仿真的课程设计,项目涉及通信原理、信息论及数字信号处理等多门课程的内容。学生分成若干小组,每人负责一部分任务,通过自主学习应用课堂上学过的内容并完成设计。学生成绩按个人表现、团队表现及技术报告三方面给出。通过学生调查及与成绩对比表明,新方法不仅加深了学生对通信相关课程理论知识的理解,提高了学生分析与解决复杂问题能力,而且提高了学生沟通、团队协作等综合能力。

D2D系统中带QoS约束的多天线选择及性能分析

本文研究了蜂窝直通通信(Device-to-Device,D2D)系统中基站端多天线选择问题,即在基站传输过程中选择多于一根天线进行传输。借助于次序统计的相关结论,本文分析了该D2D系统的整体性能。本文首先针对基站内的激活用户和D2D用户分别推导了概率密度函数和累积密度函数,进而得到了D2D系统的整体中断概率。基于推导结果,本文提出了一种基于服务质量(Quality of Service,Qo S)约束的多天线选择方案来进一步提高基站端的能效,其中所需的天线数根据Qo S约束和发送信噪比来确定。论文最后通过仿真验证了所做推导的正确性,以及展示了本文所提方案相对于最优天线选择的优势。

我国经济适用住房摇号销售分析

经济适用住房实行摇号销售体现了公平与公正,但其建设销售上仍然存在不规范的情况。为了使广大中低收入阶层真正能住上经济适用住房,文章针对经济适用住房的不足提出了相应的对策建议。