基于分层聚类和干扰对齐的MIMO链路调度算法

为了降低干扰对齐所需的处理开销,将链路划分为多个簇分别进行处理成为可行的办法之一。针对现有簇划分算法中运算复杂度较高的问题,本文提出了一种基于最小信干比的簇划分算法。在此基础上,针对所有簇同时通信造成部分簇内链路接收端信干噪比(Signal to interference plus noise ratio,SINR)较低的问题,本文将以链路为单位的调度问题等效为以簇为单位的调度问题,提出了一种基于层次聚类的簇调度算法。理论与仿真实验结果表明,本文所提出的簇划分算法的运算复杂度明显低于现有算法,且相同条件下的系统平均吞吐量更高。同时,本文提出的基于簇层次聚类的调度算法不同程度地提升了各簇内链路接收端的SINR,系统可根据不同的性能需求进行调度策略选择。

一种基于干扰对齐的多跳网络吞吐量优化模型

干扰对齐(Interference Alignment,IA)由于从信息论的角度提升了系统的频谱利用率,很快被应用到多跳网络中。针对现有基于IA的吞吐量优化模型中存在节点状态约束不充分和于扰对齐可行性缺乏约束的问题,通过对二组会话的节点路径建立分解模型,推导给出了任意会话条件下的节点时间纵向约束条件和于扰对齐可行性约束条件。仿真实验表明,加入节点状态纵向约束条件和干扰对齐可行性约束后,优化模型的可行域得到有效收缩,干扰对齐可行性得到了保证。

MIMO-pipe模型下基于干扰对齐的链路调度算法

尽管干扰对齐(Interference Alignment,IA)能从信息论的角度提升系统的频谱利用率,但其在链路调度方面的性能发挥仍然受到干扰模型的限制。与常用的协议干扰模型、物理干扰模型相比,MIMO-pipe模型更能够反映MIMO链路分集增益与复用增益的折中关系。因此,为了研究IA对MIMO-pipe模型下链路调度性能的影响,本文在现有MIMO-pipe模型的基础上,进一步推导了IA条件下的等效MIMO-pipe模型,给出了干扰对齐条件下每条MIMO链路对应的可行传输速率与信干噪比需求之间的折衷关系集,并提出了一种基于IA等效MIMO-pipe模型的分布式算法。理论分析和仿真结果表明,等效MIMO-pipe模型能较好的反映出IA的特点。同时,在吞吐量略有降低的条件下,基于该IA等效模型的链路调度算法所需的调度时隙数明显少于未采用IA的链路调度算法。

级联纠错编码DS/BPSK系统性能分析与仿真

为了研究级联编码对DS/BPSK系统性能的影响,设计了一种基于RS与卷积码级联编码的DS/BPSK系统,分析了该级联编码直扩系统的性能,仿真了在纠错编码参数发生改变时的系统性能。仿真结果表明,级联编码的DS/BPSK系统性能比单码编码的DS/BPSK系统性能要好。在RS码参数保持不变时,降低卷积码的码率,采用软判决方式译码以及多比特软判决,能有效提升系统性能;同时,交织在一定程度上能改善系统的性能。

基于接入控制与干扰对齐的MIMO链路调度算法

干扰对齐(Interference Alignment,IA)因其能提升MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统性能受到了广泛关注。现有链路调度将接入控制与最小干扰泄露准则(Minimum Interference Leakage,Min L)的IA相结合以保证系统稳定性,但Min L准则下IA获取的期望信号增益较弱。为了弥补这一不足,提出将基于Max SINR准则的IA算法,提出了一种基于IA-Max SINR的半分布式调度算法SDSIA-Max SINR。理论分析和仿真实验表明,Max SINR-IA算法的计算复杂度比Min L-IA算法高,但在高SINR需求下,SDSIA-Max SINR算法所获取的吞吐量明显高于SDSIA-Min L算法。

一种卷积与交织编码直扩系统的性能仿真

为了分析卷积纠错编码与不同的交织方式相结合时直扩系统的性能,设计了一种基于卷积与交织相结合的纠错编码直扩通信系统,并利用Matlab/Simulink仿真平台建立了系统仿真模型,仿真分析了在高斯白噪声信道条件下,随机交织、矩阵交织加通用块交织2种交织方式分别与卷积编码相结合时的直扩系统性能。仿真结果表明,在高斯白噪声信道中,与未编码的直扩系统相比,所设计的采用卷积与2种交织相结合的编码直扩系统均能在信噪比高于-1.35 dB时获得更好的系统性能。

基于卷积纠错编码的直扩系统性能分析与仿真

扩频与信道编码技术均能实现通过增加带宽换取信噪比的降低和误比特率的下降。为了分析在卷积纠错编码与直扩相结合的情况下,卷积纠错编码对系统性能的影响,本文设计了基于卷积纠错编码的直扩通信系统,利用Matlab/Simulink仿真平台建立了系统仿真模型,仿真结果表明,在卷积编码直扩通信系统中,在码率和约束长度一定时,卷积码采用Viterbi译码的软判决方式比采用硬判决方式更能有效遏制误码情况的发生,并且卷积码的码率对系统性能的影响也十分明显。

一种基于TOPSIS信道排序的新频谱切换方案

将接近理想方案的序数偏好法(TOPSIS)应用于认知无线电网络的频谱切换中,通过对影响切换性能的4个参数的融合,设计了一种基于TOPSIS算法的信道排序方案,通过仿真验证,设计了各参数的权值。统计结果表明,提出的算法在80%的情况下要优于传统的切换算法,可以有效减少认知用户的切换次数,提高有效数据传输速率,降低认知用户的通信中断概率。

泊松分布的错误图样对纠错码译码性能的影响

为了在"比特级"层面对纠错码进行更深入的研究,提出了一种服从泊松分布的错误图样分布模型。通过一定的方法产生符合泊松分布特性的二进制序列,并使"1"的数目在整个序列中可控,以此来产生所需的错误图样。同时,以卷积码、RS码以及RS+卷积级联码为研究对象,以随机错误为参照,分别分析了该错误图样下三者的译码性能。仿真结果表明,基于泊松分布的错误图样对卷积码和级联码的影响要大于随机错误图样,而随机错误图样对RS码的影响更大。

不同错误图样分布对级联码译码性能的影响

针对RS+卷积级联码译码性能在"比特级"层面研究较少的问题,提出了利用错误图样分布来研究其译码性能的方法。该方法在不加调制的情况下,通过设定错误图样参数,分析了不同参数下错误图样分布对其译码性能的影响;在此基础上又对突发错误下加入交织器的级联码系统进行了对比分析。仿真结果表明,错误图样的不同分布会对此级联码的译码性能产生不同的影响,突发错误下内交织器更有利于级联码的纠错。

不同错误图样分布对RS码译码性能的影响

针对RS码译码性能在"比特级"层面研究较少的问题,提出了利用错误图样分布来研究其译码性能的方法。在不加调制的情况下,通过设定错误图样参数,分别从RS码的监督位、信息位和全码长着手,仿真分析了不同参数下错误图样分布对其译码性能的影响。仿真结果表明,错误图样的不同分布会对RS码的译码性能产生不同的影响,错误发生在信息位时对RS码的译码性能影响较大,而在监督位出错时对RS码影响较小。

基于错误图样的Viterbi译码性能分析

针对卷积码的Viterbi译码性能在"比特级"层面的研究还不够深入,提出了一种利用错误图样分布来研究其译码性能的方法。该方法在不加调制的情况下,通过设定不同错误图样的参数,详细分析了不同错误图样下的译码性能。同时,给出了一种错误图样搜索算法,可搜索出对译码性能影响最明显的错误图样分布。在此基础上又对几种典型错误图样分布下的纠错性能进行了对比分析。仿真结果表明,错误图样的不同分布会对Viterbi译码性能产生不同的影响。

基于Logistic混沌序列的错误图样对纠错码的影响

为了在"比特级"层面对纠错码进行更深入的研究,提出了一种服从Logistic混沌序列的错误图样分布模型。通过将混沌序列映射成二进制序列,并采用一定的方法使序列中"1"的数目可控,以此来生成错误图样。将卷积码、RS码以及RS+卷积级联码作为研究对象,以随机错误为参照,分别研究了该错误图样下三者的译码性能。仿真结果表明,基于Logistic混沌序列的错误图样对卷积码和级联码的影响要大于随机错误图样,而随机错误图样对RS码的影响更大。

卷积与RS级联编码直扩系统性能仿真

为了研究编码增益与扩频增益的有效结合,设计了一种卷积码与RS码级联编码直扩系统,并搭建了该级联编码直扩系统的仿真模型,仿真分析了级联编码模块对于所设计的直扩系统性能的影响。仿真结果表明,与未采用任何编码的直扩系统相比较,所设计的级联编码的直扩系统性能在信噪比达到-1.4 dB后表现更优。而在RS码与卷积码之间加入交织器后,选取合适的交织器参数可以使直扩系统的性能得到进一步的提升。