脉冲超宽带系统中波形设计方法的分析与比较

为了满足日益增长的对高速多媒体通信的需求,同时实现终端的小型化、节能化和低成本的目标,脉冲超宽带技术成为近年来研究的热点,而对发射脉冲波形的选择则是脉冲超宽带系统成败的关键因素之一.本文首先给出了脉冲超宽带系统中的脉冲波形需要满足的五点要求以更好地评价脉冲波形的好坏.然后,介绍了几种经典的波形设计方法及一种新型的基于正交展开的正交波形设计方法,并以M eyer正交小波为例对这一正交展开方法进行说明.最后,分析了上述方法对于五点要求的满足情况并得到各自的计算复杂度,结果表明正交展开方法可以通过适当的计算复杂度较好地满足对脉冲波形的所有要求.

LTE系统中一种低丢包率的实时业务调度算法

为提高LTE系统中实时业务调度算法的系统丢包率性能,且针对时延优先调度(Delay prioritized scheduler,DPS)算法随着用户数目的增多丢包率性能急剧变差、系统吞吐量也较低等问题,本文在DPS算法基础上,提出一种综合考虑用户时延信息和实时下行信道状态信息的改进算法.通过引入信道状态信息,可以有效提高系统吞吐量;通过引入用户时延信息,可以保证用户之间的公平性.仿真结果表明,该算法在保证实时业务服务质量的前提下,取得了系统吞吐量和公平性之间的良好折中,同时可以获得更低的丢包率性能.

基于正交小波的新型超宽带脉冲波形构造方法

在基于窄脉冲的超宽带(UWB)系统中,所有用户使用相同的发射脉冲,使得多用户干扰非常大,进而恶化了系统的误码率。为了降低多用户干扰的影响,提出了一种新型的基于正交小波的脉冲波形构造方法———组合波形,并且将这种波形连同跳时序列一起应用到多用户系统中。文中以基于M eyer正交小波的组合波形为例,在TH-BPSK系统中从理论和仿真两方面分析了该方法。结果表明组合波形能够有效地减小多用户干扰并可以实现自适应频谱包络。

基于信道相关性的物理层安全性能分析

针对物理层安全研究中主窃信道具有相关性的场景,研究了主窃信道间的相关性对系统安全性能产生的影响,推导得到了遍历保密容量及中断概率的精确计算式,以及主窃信道的信道状态差异较大和较小这2种场景下的渐近计算式,并通过仿真验证了理论分析的正确性。研究结果表明,信道相关性会造成遍历保密容量的损失,但信道相关性强并不一定表明通信中断概率大。当目标速率设置合理时,信道相关性的影响与接收端平均信噪比有关,在高信噪比区域,强相关性会降低中断概率;在低信噪比区域,强相关性会增大中断概率;在中信噪比区域内,相关性几乎不影响系统的中断概率。基于上述结论,可以根据接收端信噪比、信道增益比、相关性等条件合理地设置系统参数,维护系统的安全性能。

室内超密集网络中基于干扰图的自适应干扰协调方法

针对超密集网络的室内场景,提出了一种基于干扰图的自适应干扰协调方法。该方法以最大化系统吞吐量为目标,首先将系统中的干扰关系建模为干扰图,并利用迭代着色算法确定各小小区基站的可用资源;然后,由小小区基站采用优化吞吐量的资源分配算法将资源分配给各用户。所提方法能够根据网络拓扑结构及信道条件自适应地选择资源分配策略,从而降低系统内干扰。仿真结果表明,相比于现有方法,所提方法通过较小的额外信令开销,在明显提升吞吐量性能的同时有效地降低了系统中断概率。

干扰门限与回程容量限制下UDN的能效与谱效联合优化算法

针对回程干扰门限与链路容量限制下的超密集网络(UDN)场景,提出了一种基于整数线性规划和拉格朗日对偶分解的能量效率与频谱效率联合优化算法。所提算法首先将回程容量限制下的用户归属问题建模为整数线性规划(ILP)问题,基于动态规划的思想设计算法求解该问题,从而完成用户与微基站的连接;在此基础上,利用拉格朗日对偶分解,通过基于迭代的资源分配算法实现频谱资源和功率的分配。仿真结果表明,相较于传统算法,所提算法能显著提升系统的能量效率和频谱效率,同时可以更充分地利用微基站的业务承载能力。

信息与通信工程专业课程思政的实践研究

首先分析了课程思政的研究现状,给出了目前课程思政教学过程中需要注意的问题及课程思政建设的思路,在此基础上以“宽带移动通信系统”课程为例,介绍了进行课程思政的具体方案及其效果,为高等院校信息与通信工程专业课程思政教学改革提供了一定的借鉴。

协作超宽带中的转发时延分配方法

在研究现有线性转发时延分配方法的基础上,提出了非线性的转发时延分配方法,并通过理论分析证明了根据等概率的分配方式所得到的转发信号冲突概率是最小的.数值计算结果表明,相比于传统的线性转发时延分配方法,本文方法可以有效地降低转发信号的冲突概率,从而保证协作超宽带系统的性能增益.

异构网络中小区间联合干扰协调算法研究

研究了如何在LTE-Advanced系统异构网络中通过有效的增强型小区间干扰协调提高系统总吞吐量问题。通过分析网络中存在的干扰,建立数学模型,提出了一种基于减少发射功率几乎空白子帧的小区间联合干扰协调算法,利用优化方法研究系统总吞吐量和减少发射功率几乎空白子帧之间的关系,实现了最大化系统吞吐量,同时解决宏基站分配多少资源给微微小区,以及用户的接入选择问题。仿真结果表明,所提方法和对比方法相比,系统总吞吐量有19.8%提升,可以达到算法上限的97.4%,适用于对系统总吞吐量要求较高,而边缘用户性能要求较低的场景。

LTE-A异构网络中新的用户选择接入和资源分配联合方法

将信干噪比估计不确定问题引入到有几乎空白子帧存在时的异构网络中,在异构网络中提出一种新的用户选择接入和资源分配联合算法。为了用最少的无线资源满足用户的传输速率需求,将问题建模为最小-最大差值广义分配模型,然后进行求解。仿真结果验证了本文方法的可行性。

异构网络中几乎空白子帧存在时干扰协调方法

针对异构网络中几乎空白子帧存在时用户接入选择和资源分配方法过于复杂的情况,以及吞吐量需求难以得到满足问题,以最大化系统总吞吐量为目标提出一种易于实现的蚁群算法.在考虑不同用户不同需求的前提下,根据微基站用户在几乎空白子帧和正常子帧时受到干扰的不同,把一个微基站划分为两个虚拟基站,将所存在的问题建模为广义分配问题进行求解,同时解决了用户接入选择和资源分配问题.仿真结果表明,所提出方法与参考文献方法及两种增强型小区干扰协调固定配置结果相比,可以有效提高系统总吞吐量,同时兼顾小区边缘用户吞吐量,实现了良好的综合性能,能够更好地满足用户需求并在实际系统中易于实现.

基于OFDM协作中继的机会主义频谱共享协议及其最优资源分配

提出了一种基于OFDM协作中继的机会主义频谱共享协议。当主用户信道不好,不能达到其要求速率时,如果认知用户能够协作帮助主用户达到其要求速率,则该认知用户就可以以协作的方式接入主用户的频谱。在该接入方式中,认知用户利用接入频谱中的一部分子载波放大转发主用户的信息,帮助主用户达到其要求速率。然后可以利用剩余的子载波发送自己的信息。对这种接入方式中的资源分配进行了分析,利用对偶算法,提出了一种以最大化认知用户速率,保证主用户速率达到要求速率为原则的最优资源分配算法。如果认知用户不能够协作帮助主用户达到要求速率,为了有效地利用频谱资源,认知用户以非协作的方式接入主用户的频谱,利用接入的全部频谱来发送自己的信息。仿真结果验证了所提频谱共享协议的有效性,同时说明了主用户和认知用户都能够从该协议中获得好处。

基于半正定规划的超宽带正交脉冲波形设计

为了通过超宽带脉冲波形设计来降低系统多用户干扰及提高功率利用率,通过在半正定规划(SDP)算法的求解过程中引入Yalmip工具箱来实现对于FCC功率谱密度规范的更好逼近,得到了具有比较高功率利用率的正交波形.同时还分析了不同的高斯单脉冲中心频率对于最终所得功率利用率的影响,结果表明通过合理地选择参数可以进一步提高所得脉冲的功率利用率.

OFDM固定中继系统中单中继多源用户资源分配方案

通过基站的反馈信息,一个固定中继节点可以用一个OFDM符号同时帮助多个源用户转发信息,这样可以有效地利用带宽。因此,为了进一步提高系统容量,降低中断概率,先在中继节点间进行子载波调整,然后以获取信道容量最大为原则,提出了源用户和中继节点间子载波配对和功率分配的联合优化算法。仿真结果表明,相对于随机中继子载波选择算法以及平均功率分配算法,所提算法的中继系统容量有较大提升,同时中断概率有较为明显的下降。

LTE系统中基于缓存信息的非实时业务调度算法

为解决LTE系统中非实时业务调度算法比例公平PF(proportional fair)算法在分组数据业务模型下性能一般的问题,结合分组数据业务特点,在有限缓存队列模型下,提出一种兼顾系统吞吐量和用户公平性的非实时业务调度算法-基于缓存信息的调度BIBS(buffer information based scheduling)算法.该算法综合考虑了用户信道条件和缓存区内待传送的数据包信息.仿真结果表明,在不同平均速率的业务下,与PF算法相比,本文提出的算法在有效地提升系统吞吐量的同时,用户间公平性和通信中断性能也得到了极大的改善.

TH-BPSK与TH-PPM超宽带系统性能分析及比较

对于使用窄脉冲传输数据的超宽带系统,从理论上分析了在TH-BPSK和TH-PPM两种调制方式下系统的信干噪比,从概率角度详细估计了系统噪声的影响。然后对两种调制方式下系统的性能进行了比较,在单用户情形下得到TH-BPSK系统性能恒比TH-PPM好的结论;在考虑系统噪声的多用户情形下给出了一个判决量的计算公式,该判决量仅由基本接收脉冲波形和用户数决定,根据判决量的值可以判断是TH-PPM系统性能好还是TH-BPSK系统性能好。文中给出了应用高斯各阶导数作接收脉冲时系统的信干噪比随用户数的变化情况。结果表明用高斯函数的各阶导数作接收脉冲时,TH-BPSK系统性能比TH-PPM系统性能好。

基于创新能力培养的一流通信学科研究生教育方法探索与实践——以哈尔滨工业大学电子与信息工程学院为例

高水平的研究生教育是建设世界一流大学的重要支撑,是"双一流"建设的突出特征。本文从高等教育中创新能力的概念和特征谈起,结合哈尔滨工业大学电子与信息工程学院的实践经验,从创新意识、创新思维、创新能力、创新实践平台4个方面提出基于创新能力培养的通信学科研究生教育方法的合理化建议。

基于CDIO工程教育模式的通信学科研究生教育方法研究与实践——以电子信息类实践课“通信系统仿真”为例

CDIO工程教育模式有效地解决了教育与实践之间的矛盾、知识与能力之间的失衡问题。本文以哈尔滨工业大学电子与信息工程学院电子信息类实践课"通信系统仿真"为例,讲解了基于CDIO工程教育模式的课程改革方法。此项改革很好地解决了目前工程教育中存在的诸多问题,从而提高了学生的工程实践能力和创新能力。

“1+2+X”模式下提升课程质量的研究与实践--以“宽带移动通信系统”线上课程为例

为了更好地保障高校的在线教学,哈尔滨工业大学分批次启动了线上课程,保障教学进度的同时确保线上课程质量。以“宽带移动通信系统”线上课程为例,分析研究生线上教学中的问题,梳理线上教学的设计方法,介绍基于“1+2+X”模式的片段化教学设计,总结提高教学质量的经验和方法。

多用户多径环境下超宽带系统误码性能分析

为分析多径环境下脉冲超宽带跳时多址系统的性能,通过研究IEEE 802.15.3a工作组给出的多径信道参考模型,提出一个同时存在多用户干扰、多径干扰以及加性高斯白噪声情况下的超宽带系统相干解调的误码性能分析模型.针对超宽带信道环境中多径分量的泊松到达过程,采用概率理论对系统中的干扰进行分析,分别计算得到多用户干扰和多径干扰的方差,进而提出精确的系统误码率计算公式.为验证公式的有效性,在不同信道环境下将所提公式计算结果同计算机仿真以及高斯近似方法计算得到的结果进行对比,结果表明所提公式能够更好地逼近计算机仿真,从而为系统误码性能的评估及超宽带系统的设计提供依据.