面向无人机的无蜂窝系统资源优化算法研究

当蜂窝连接无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)与地面用户(Ground User, GUE)共存时,彼此之间会产生严重的空地干扰。针对这一问题,在网络辅助全双工(Network Assisted Full Duplex, NAFD)无蜂窝大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)系统中研究了一种资源优化方案,该方案具有协作能力且允许上下行传输同时进行,可以提升系统频谱效率(Spectral Efficiency, SE),但引入了交叉链路干扰。构建了一个同时最大化上行和SE(Sum SE,SSE)以及下行SSE的多目标优化问题(Multi-Objective Optimization Problem, MOOP),并提出了一种基于深度Q网络(Deep Q Network, DQN)的资源优化算法,通过联合优化接入点(Access Point, AP)的工作模式以及用户的传输功率,以较低复杂度提升系统全局SSE。仿真结果表明,所提算法能够在复杂约束条件下有效降低场景中性能较差用户的比例,相比于固定功率的传输方案有更高的系统SSE,间接性地缓解了UAV和GUE间的空地干扰问题,提升了系统整体性能。

一种MIMO-OTFS低复杂度信号检测算法

由于高速多径环境下频率色散现象严重破坏正交频分复用(OFDM)系统子载波正交性,为解决高速多径环境下的频率色散问题,正交时频空调制技术技术(OTFS)应运而生;而多输入多输出技术(MIMO)具有可以有效提升信道容量和系统可靠性的特点,文章采用了MIMO技术与OTFS技术结合的方法,推导了MIMO-OTFS系统中最大比合并信号检测算法(MRC)理论并加以仿真;针对MIMO-OTFS系统中MRC信号检测算法复杂度过高的情况,提出了一种低复杂度信号检测算法;该算法的基本思想是利用最大比合并方法对时延-多普勒网格中传输符号的接收多径分量进行提取和相干合并,以提高合并信号的信噪比,同时利用Cholesky矩阵分解理论,对信道增益矩阵进行求逆运算的优化,降低了算法复杂度,为MIMO-OTFS系统的实际应用做出贡献。

一种降低MIMO-OFDM系统PAPR的半盲SLM方法

提出了一种降低Alamouti编码的多输入多输出正交频分复用系统峰均比的半盲选择映射方法.为在发送端降低复杂度以及把边信息嵌入到发送数据中,该方法把输入正交频分复用符号序列分割成交织的子块,并对每一子块利用转换向量生成时域备选信号,然后把每一子块对应的备选信号乘以不同的相位旋转因子后相加生成发送备选信号.在接收端,通过联合检测每一子块对应的相位旋转因子得到边信息,从而在不传输边信息的情况下检测出发送数据.分析与仿真结果表明,与已有的半盲选择映射方法相比,文中方法可以达到更好的边信息检测性能以及相近的降峰均比与误比特率性能,并且收发端的复杂度大大降低.

一种降低OFDM系统PAPR的低复杂度盲SLM方法

针对传统选择映射方法复杂度过高和需要传输边信息的问题,提出了低复杂度的盲选择映射方法。该方法巧妙地设计了一组相位旋转矢量,并将一个或几个正交频分复用符号看作一个符号块,使得每个符号块中都有一个符号具有导频符号,利用设计的相位旋转矢量对应的转换矩阵与原信号块的时域相乘运算代替反傅里叶变换运算产生的备选信号块。在接收端通过导频符号估计出包含相位旋转矢量信息的等效信道,从而实现了不需要边信息的盲数据检测。分析与仿真结果表明,与常规选择映射方法相比,提出的方法复杂度大大降低,在不需要传输边信息的情况下可以达到相近的降峰均比性能。

一种降低SC-FDMA信号峰均比的低复杂度方法

针对已有方法复杂度过高或者需要引入额外带宽的缺点,在深入分析单载波频分多址(SC-FDMA)信号大峰值形成原因的基础上,提出了一种不需要额外带宽的简单易行的降峰均比(PAPR)方法。所提方法以引入极少数误比特为代价将造成SC-FDMA信号PAPR值高于给定数值的星座图外部星座点变换为内部星座点,使得发送信号的PAPR大大降低。在收端经过信道译码,可大大减少星座变换带来的极少数误比特。提出的方法所需计算量很低,不会增加额外的带宽开销,同时可有效地降低发送信号的PAPR。

降低峰均比对通信系统性能收益研究

频谱效率和功率效率的大幅提升是新型通信系统得以持续发展和进步的核心驱动力。降低通信系统功耗最直接的途径是提高射频前端功放的功率效率,降低发射信号的峰均比可以有效降低信号的动态范围,从而降低功率放大器的非线性失真,进而带来通信系统能量效率、频谱效率和功率效率性能的综合提升。通过公式推导,定性地描述了峰均比与能量效率、频谱效率和功率效率的关系,并定量分析了降低峰均比给功率节约带来的性能收益,定量分析结果表明,典型算法中降低峰均比节省的功率与系统功率消耗比约为27.8%。

高动态OFDM系统帧结构及参数设计

正交频分复用(OFDM)系统具有频带利用率高、抗多径衰落性能好等优点,然而OFDM系统对载波频率偏移比较敏感,抗频偏性能差。针对高动态环境下的应用场景,给出了一种适用的OFDM系统传输方案,并对帧结构及相关参数进行设计,最后对决定系统性能的参数进行了仿真分析。结果表明帧长越短系统性能越好;每帧OFDM符号数越少、带宽越宽、FFT点数越少,系统性能也越好。

连续相位调制系统盲速率接收技术

无线通信系统中速率自适应技术可适应无线信道条件变化,提高有效传输速率,是提升信道容量和无线传输灵活性的重要手段。针对传统通信系统速率自适应技术协议开销大、时延大、资源消耗大、速率切换不平滑的问题,提出了分段相位匹配接收的方式实现连续相位系统盲速率自适应接收,发送端可单方改变发送速率,同时在接收端实现速率盲检测。理论和仿真结果表明,连续相位调制系统盲速率接收技术具有时延低、资源消耗小且速率切换平滑的优势,特别适用于战术通信/数据链系统,工程实用性较强。