水声正交频分多址上行通信稀疏信道估计与导频优化

针对水声正交频分多址(OFDMA)上行通信中用户导频数量少、分布不均匀,导致传统内插信道估计方法产生误码平层的问题,提出一种稀疏信道估计与导频优化方法.基于压缩感知(CS)理论估计稀疏信道冲激响应,并依据CS理论中测量矩阵互相关最小化原理,提出基于随机搜索的导频图案和导频功率联合优化算法.仿真结果表明,所提方法在不同多径扩展信道下的性能均优于基于线性内插的最小二乘估计、未经导频优化的CS信道估计以及单纯基于导频图案优化的CS信道估计.水池实验分别验证了交织式和广义式子载波分配的水声OFDMA上行通信性能,在接收信噪比高于10 d B时利用所提方法实现了两用户接入的可靠通信.

正交频分多址系统中一种面向多业务应用的自适应资源分配算法

针对正交频分多址(OFDMA)系统下行链路多业务自适应调度的问题,该文首先以最大化系统吞吐量为优化目标、每种业务的服务质量(Qo S)保证为约束条件,建立了一种通用的多业务自适应资源分配模型。为解决此优化问题,提出了一种具体的自适应资源调度算法。该算法对实时业务按照"用户选择最好的信道"的原则分配尽可能少的资源以保证其Qo S,对非实时业务把尽可能多的剩余资源按照"信道选择最好的用户"的原则进行分配,充分利用信道资源,提升系统容量。仿真结果表明,该算法保证了下行OFDMA系统吞吐量的同时,在实时业务的延时和丢包率等方面有一定的优越性。

基于光环路正交频分多址无源光网络的光拍频噪声避免方案及性能仿真(英文)

在正交频分多址无源光网络上行传输中,不同光网络单元的上行信号如果采用相同波长的不同激光器将会产生光拍频噪声,使得光网络单元的无色性难以实现.本文以正交频分多址无源光网络为研究对象,通过对系统结构的研究和相关公式的推导,分析了信号上行传输中光拍频噪声的产生原因和避免方式.针对下行发送上行载波结合光线路终端相干接收的光拍频噪声避免方案进行了仿真研究.分析了系统的抗色散方案以及色散累积和训练序列长度对系统性能的影响,给出了优化的参数设置,为系统实际应用提供了理论参考.

交织正交频分多址上行频偏和定时同步联合盲估计算法

提出了一种基于功率谱叠加的交织正交频分多址系统上行链路载波频偏和定时同步联合估计算法.该算法利用同一用户在各个子载波上具有相同载波频偏的特点,采用一个未受之前符号污染的循环前缀样值,通过抽取自相关矩阵,将属于同一用户的子载波在功率谱上进行叠加,得到更尖锐的谱峰,从而实现对载波频偏的精确估计.对不同时刻估计到的谱峰量级进行比较,可同时实现定时同步.仿真结果表明,算法在估计精度上明显优于循环平稳算法,当一帧中的符号数较大时,算法的估计精度略优于子空间法,且计算复杂度更低.

正交频分多址系统中最低速率限制下的自适应载波分配

针对用户有最低传输速率要求的正交频分多址系统中,传统资源分配算法频谱利用率低的问题,提出了一种自适应载波分配算法.该算法根据用户最低传输速率的要求、信道状态和当前载波分配状况,确定子载波分配给用户的效用,进而将子载波分配给可以带来最大效用的用户.该算法综合考虑了效率和公平性,从而显著改善了系统性能.仿真结果表明,当用户数不超过系统负载时,与效率和公平分开考虑的算法相比,所提出的算法频谱效率可提高10%,系统负载在同样中断概率下可提高60%.

上行正交频分多址接入系统快速盲频偏估计算法

为了提高上行正交频分多址接入(OFDMA)系统多用户频偏(CFO)估计收敛速度,提出了一种基于重复因子的快速盲CFO估计算法。在窄带信号的假设条件下,利用直线阵接收信号的自相关、互相关矩阵特征值完成波达方向(DOA)估计,进而根据DOA与子载波以及CFO的对应关系建立子空间,并利用子空间之间的正交性完成CFO估计;通过引入信号重复因子,以循环移位的方式重复使用同一OFDMA符号的数据,大大减少了建立子空间时所需要的OFDMA符号数。另外,以多项式求根代替一维搜索完成最终CFO的求解,使得算法性能不受搜索步长的限制。仿真结果表明,该算法在保证估计精度的同时,能够有效减少算法所需的符号数,当子载波数为64、用户数为4时,在理想情况下所需符号数仅为原来的1/10。

正交频分多址系统动态资源分配算法改进

为提高正交频分多址系统中资源分配的公平性,并降低运算复杂度,给出一种自适应线性资源分配算法。根据信道增益计算各用户所需要的载波数量,依据载波数量分配子载波,同时用功率均等策略为用户分配功率。仿真实验结果显示,所给算法相比Linear算法和Shen算法,累积分布函数曲线更接近标准公平曲线,并且复杂度更低,可有效提高正交频分多址系统的数据传输性能。

正交频分多址联接及其关键技术

正交频分多址(OFDMA)是一种基于正交频分复用(OFDM)原理的多址技术,具有很高的带宽利用率,同时汇集了OFDM、跳频及时分多址(TDMA)技术的诸多优点,在无需使用均衡器的情况下,可有效地克服码间干扰。与传统的直扩CDMA(DS-CDMA)或多址CDMA(MC-CDMA)相比,OFDMA提供的容量更大。

多载频正交频分多址的正交化传输(英文)

对多载频正交频分多址(MC-OFDMA)相关理论进行分析,并借助仿真方法研究MC-OFDMA传输的频谱效率。从理论方面可以导出,只要在MC-OFDMA传输的任何邻近的两个载频之间的频率间隔是整数倍的子载波间隔,则MC-OFDMA的传输就能够被正交化,并由此得出几种实现正交化MC-OFDMA的传输方法。仿真结果显示,正交化MC-OFDMA的传输在频谱效率方面优于非正交化MC-OFDMA的传输。

正交频分多址接入系统的上行载波同步跟踪方法

为了解决上行正交频分多址系统中频率偏差导致多用户干扰和载波间干扰的问题，提出了一种载波同步跟踪方法。该方法使用了时频同步跟踪环路，从数据子载波提取相位误差，并利用频域插值补偿多个用户的估计频偏。该方法只需要一个快速Fourier变换（FFT）单元，降低了系统实现复杂度。仿真结果表明：该方法对不同的子载波分配方式具有鲁棒性，与无频偏系统的理想接收性能相比，误码率性能损失小于0．5dB。此外，该方法可以在10～20个正交频分复用（OFDM）符号内快速收敛。与传统的导频辅助跟踪方法相比，提高了频谱利用率，抗噪声和抗多径衰落性能有明显改善。

正交频分多址接入系统中接收能耗优化的二维时频资源分配算法

正交频分多址接入系统资源分配的结果会直接影响资源分配效率以及各个接收站点的能耗.系统中的多用户系统资源分配问题在一定的标准(例如IEEE 802.16标准)约束下可证明为一个NP完全问题.以IEEE802.16标准为例,由一定的分配准则定义的一种启发式算法(能耗优化的低边数分配算法)可以对资源分配问题进行近似求解.仿真结果表明,和文献中典型的启发式算法相比,该算法可以获得较高的资源分配效率以及较低的接收站点能耗.

多用户正交频分多址系统扇区间空域干扰协调

针对多用户正交频分多址系统,提出了一种改进的下行空域干扰协调方案,该方案利用最小均方误差预编码来消除扇区间的同频干扰,改善边缘用户性能,并将最大化信号强度与最小化干扰泄露这2个目标函数分离到不同的资源上进行优化,简化了发射预编码矩阵的设计.系统级仿真结果表明,在发射端获得完整信道状态信息时,空域干扰协调方案可以减轻扇区间干扰,而并不引入扇区总吞吐量的损失.在码本大小、反馈粒度引起的信道状态信息不完全时,所提方案仍具有很好的性能增益.

基于离散正弦变换的单载波频分多址系统及其性能分析

为分析离散傅里叶变换(DFT)与离散正弦变换(DST)对单载波频分多址(SC-FDMA)系统某些性能的影响,提出了一种基于离散正弦变换的单载波频分多址系统。给出了基于DST的SC-FD-MA系统的结构框图,接着重点推导和分析了DST IFDMA和DSTLFDMA信号的时域表达式,最后讨论了系统的峰值平均功率比(PAPR)和不同脉冲成形滤波器的冲激响应。仿真结果表明,基于DST的SC-FDMA系统比传统的基于DFT的SC-FDMA系统和正交频分多址接入(OFDMA)系统有更好的比特误码率。此外,DST SC-FDMA信号的PAPR性能接近于DFT SC-FDMA且优于OFDMA。

自适应波束形成实现交织OFDMA上行链路的载波频偏补偿

在OFDMA系统中,采用交织子载波分配方法可以提高频率分集和系统容量,但是发射机和接收机之间的载波频率偏移会破坏子载波间的正交性,从而导致本用户的载波间干扰以及用户间干扰。该文分析了交织OFDMA上行链路的信号结构,提出了一种采用自适应波束形成器的载波频偏补偿方法,并给出了两种自适应波束形成器:匹配滤波器和MMSE方法。仿真结果验证了MMSE自适应波束形成器的误比特率性能优于匹配滤波器以及传统的循环卷积方法。

OFDMA上行多用户交织信号同步与分离

研究了正交频分多址接入(OFDMA)上行链路中采用交织子载波分配方案的多用户信号同步及分离.采用交织子载波分配方案的OFDMA上行链路中,每个用户信号在1个OFDM符号内都具有一定的周期性结构.首先利用信号的结构特性,并借助子空间的方法估计得到多用户的频率偏移;然后,对接收到的信号应用最小均方误差(MMSE)滤波恢复单用户信号波形,实现了多用户信号分离及频率同步;最后,基于恢复的单用户训练信号对每个用户的时间偏移进行估计.广义线性调频序列(GCL)具有理想的周期自相关特性、最优的互相关特性和低峰均功率比特性,因而被用作训练序列来估计每个用户的时间偏移.仿真结果表明,本方案在多径衰落信道下是有效的.

基于低采样率模数转换器的延时复用频分多址无源光网络

基于正交频分复用技术的无源光网络中,光网络单元为了获得其所属小部分下行数据,需高采样率模数转换器将所有频宽的信号恢复才能分出其所需要数据.同时正交频分信号峰均比很高,传输中容易引起非线性效应.为此,本文提出一种基于低采样模数转换器的延时复用频分多址无源光网络.在光线路终端将数据序列交错排序并在时域映射为正交幅度调制信号;再通过离散傅里叶变换扩频技术,将信号转换为频域信号并映射到子载波上.通过预先发送和回传训练信号,估测包括延时采样和低采样接收在内的信道频响;再将频域信号利用估测信息在光线路终端做预处理,从而使信号传输中的失真得到有效预补偿.本文实验演示了含有多个光网络单元的系统,对于含有M个光网络单元的无源光网络,模数转换器的采样率可以降低到1/M Nyquist采样率,实验中模数转换器的采样率可以降低到1/32 Nyquist采样率;由于下行信号通过光线路终端预处理实现失真预补偿,光网络单元接收到的信号不需要均衡,不需要傅里叶变换和傅里叶逆变换,避免了与之对应的相关计算量,降低了光网络单元的计算复杂度;由于使用了扩频技术,信号波形具有更低的峰均比,从而降低了非线性对信号的影响,增加了功率预算.此外,随着光网络单元的增加,信号的误码率几乎没有增加,光网络单元个数增加到32时,向前纠错极限为10^(-3)的功率代价小于0.5 dB;系统对光网络单元采样时刻偏离具有一定容限;25 km光纤传输的功率代价大约0.5 dB.理论和实验均证明本方案能够简化光网络单元,降低无源光网络的成本;与传统的无源光网络相比具有明显优势.

无人机通信中的资源分配及部署位置联合优化

为提升基于正交频分多址接入模式无人机辅助无线通信系统的网络性能,首先,以提升用户的公平性为系统方案设计指标,将包括子信道分配、调制模式选择、功率分配等通信资源和无人机位置联合建模为一个混合整数非线性优化问题;进一步,利用迭代优化的方式解决变量耦合性及非凸性等问题,将最大-最小问题转换为两个子问题:子信道分配和调制方式选择联合优化、无人机位置和子信道功率联合优化;然后,通过适当变换将子信道分配和调制方式选择联合优化建模为0-1线性优化问题进行求解,而无人机位置和子信道功率联合优化建模为凸优化问题求解;最后,进行实验仿真验证.研究结果表明,所提联合优化算法相比基本方案可有效提升网络用户的公平性.

智能反射面辅助OFDMA云接入网的资源分配方法

本文研究了智能反射面(IRS)辅助OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交频分多址接入)云无线接入网(C-RAN)的下行链路传输系统,其中基带处理单元(BBU)池通过多个远端射频头(RRH)与多个用户进行通信.RRH到用户的接入链路采用OFDMA接入技术.对于BBU池到RRH,采用无线前传链路,并且部署多个IRS以增强链路传输能力.在BBU池和每个RRH发射功率约束下,本文提出通过联合优化前传链路和接入链路资源配置使下行用户和速率最大化.由于该资源配置问题是非凸的,首先采用连续凸逼近(SCA)对目标以及约束条件进行转换.其次,将转换后的问题拆分成三个子问题来交替性求解.最后,计算机仿真结果显示了所提出的联合资源分配方法与其他基准方案相比具有显著的传输性能增益.

一种异构网络资源分配联合优化算法

针对医疗异构网络中非正交频分多址(NOMA)下行链路的功率分配存在干扰、用户相关性等导致能效较低的问题,提出了一种异构网络资源分配联合优化算法。考虑到信道状态信息的不确定性,将功率控制以及用户关联当作目标函数,构建了NOMA异构下行链路网络中全部用户的整体能效最优函数。使用对数近似逐次凸逼近(SCA)算法将非凸问题转化为凸问题,并通过迭代方法解决功率控制问题。针对鲁棒资源优化问题,设计了功率控制以及用户关联的分布式联合优化算法,将NOMA网络中用户关联的最优解确定下来。在双层NOMA异构网络中验证所提方法有效性,实验结果表明,与基于QoS和基于收益的功率分配算法相比,所提算法能量效率最优。仿真结果验证了所提模型能够在干扰下具备较好性能,验证了所提模型的鲁棒性。

低压电力线载波通信研究与应用现状

在分析低压电力线载波通信特征的基础上 ,综述了低压电力线载波通信技术研究的发展状况 ,比较了扩频通信 (SSC)技术、多载波正交频分多址 (OFDM)技术和传统低压载波通信技术的性能 ,分析了X - 10、Lon Works、CEBus等多种通信技术标准 ,并提出了基于已有技术的低压电力载波通信网络的解决方案及试验研究 ,同时 ,展望了低压电力载波通信技术的发展前景并提出了有待进一步研究解决的问题。