高速铁路3G及TD-LTE移动通信关键问题研究综述

对现有及未来移动通信系统在高速铁路中应用出现的主要问题进行了分析,主要包括如车体损耗、小区切换、多普勒频移等。归纳总结了目前国内第三代移动通信(3G)三大主流技术的现有解决方案。在此基础上分析了未来分时长期演进(TD-LTE)移动通信在高铁场景下应用的先进性及其面临的技术难题。重点对解决该问题的国内外相关现有研究成果进行了分析评述,并针对现有研究存在的问题提出了下一步的研究方向。

多用户MIMO系统TH预编码

传统TH预编码方案将所有的均衡工作放在发射端完成,没有充分发挥MIMO技术的优势。该文提出一种针对移动端多天线的TH预编码方案,用户之间的干扰消除由发射端完成,而用户之间多个流之间的干扰消除由各个用户自行完成。通过对信道矩阵进行块下三角分解并按速率最大准则进行功率注水,所提方案比传统单天线TH预编码方案有更高的速率。

一种新颖的无线OFDM信道H．264／AVC视频传输技术

提出一种空间域频域时间域三重数据交织的无线OFDM视频传输新方法.空间域交织将视频数据在图像空间域的突发误码均匀化;相邻OFDM子信道交织传送视频slice,即频域交织,有利于时间和空间的错误掩盖技术的实现;同一OFDM子信道在时间上交织传送不同序号的slice信息,即时间域交织,能提供可靠的参考帧进行帧间预测编码,防止帧间误码扩散,同时也有利于误码掩盖技术的实现.将以上的三重交织技术和反馈的多参考帧选择技术以及错误掩盖技术结合起来构成视频传输系统,能有效地提高视频通信的抗误码能力.仿真结果表明,在不同信道条件下,提出的方法能使OFDM无线信道上传输后恢复视频的PSNR提高4 dB以上.

无线mesh网络中基于效用最优的联合信道分配和功率分配算法

该文针对多信道无线mesh网络,采用基于效用最优的定价机制,提出了一种功率-干扰价格模型,并基于该模型提出了一种分布式联合信道分配和功率分配算法。每个节点根据自己所消耗功率状况合理地定功率价格,并根据自己所受干扰状况合理地定干扰价格。通过功率价格和干扰价格来调节链路的信道分配和功率分配,使网络效用最大化。仿真结果表明:所提出的算法能够快速、平稳地收敛到近似最优解。同时还仿真了网络可用信道数目、节点射频数目和功率对系统性能的影响,可以为网络配置提供参考。

DF协作中继网络基于买者/卖者博弈的中继选择和功率分配策略

该文针对采用解码-转发(DF)协议的协作中继网络,提出了一种基于买者-卖者博弈的中继选择和功率分配策略,通过将用户建模为买者,可以以最大效用为标准选择最优中继和确定最佳的购买功率;将中继建模为卖者,可通过先市场后利润的功率价格调整策略获得最大的利润。分析了两者博弈达到平衡的条件并进行了仿真,结果验证了纳什均衡点的存在并表明,该策略计算量少,收敛速度快,实用性强,在兼顾用户和中继节点的利益的同时可以有效提高用户的传输速率,扩大基站的覆盖范围,提高功率利用效率。

快变信道环境下OFDMA系统的信道估计算法

现有OFDMA系统时变信道估计方法仍需假设信道在一个符号内平稳,而在高速移动环境下,信道在符号内的时变将造成OFDMA系统子载波间干扰(ICI).经典的OFDM系统中的时域快时变信道估计方法可以较好地估计出信道在一个符号内的时变,但需要理想等间隔均匀分布于整个频域的导频.针对OFDMA频分多址系统中某一用户占用的频域非均匀导频样式,提出一种适用于OFDMA系统的频域快时变信道估计方法.该方法在频域进行,避开时域处理对等间隔导频的要求,利用频域时变传输函数辅助跟踪估计信道在一个符号内的时变,最终得到信道频域传输矩阵,估计出快变信道符号内时变对系统造成的ICI影响系数.仿真实验从误码率、均方误差两方面验证了该方法的有效性.

基于内插结合MMSE均衡消除OFDM系统相位噪声的算法

针对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统对相位噪声的敏感特性,提出一种基于内插结合最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)均衡消除OFDM系统相位噪声的算法,通过在发射端的IFFT之前,对符号进行零子载波的内插,可有效地降低OFDM系统相位噪声造成的子载波间干扰(inter carrier interference,ICI),提高信干比。通过MMSE均衡方式,可消除OFDM系统相位噪声造成的公共相位误差(common phase error,CPE)。仿真结果表明,本算法可以消除CPE引起的整个信号星座的旋转,同时大大降低ICI引起的信号星座点的云状发散,OFDM系统的相位噪声在高斯信道和多径信道下都能够得到有效抑制,且复杂度低、实现简单,具备良好的实用价值。

改进的DSMCast区分服务组播方案

给出DSMCast区分服务组播的一个改进方案,该方案只封装组播树上核心节点的复制、转发等信息,边界节点可维护各自的本地组播状态信息,保持了原有DSMCast方案中简化核心节点的优点,减少每个组播分组扩展头部的封装信息量,提高组播分组的有效利用率。仿真实验表明,改进的方案优于DSMCast方案。

基于网络协议栈模块化的802.16跨层交互管理

针对跨层设计的软件实现架构尚未成熟的问题,提出一种考虑网络协议栈模块化现象的跨层交互管理算法CLIM.该方法使用DSA机制和消息队列机制,令跨层交互的实现更加灵活,并维持了网络协议栈的良好架构.仿真表明,在CLIM中运行跨层交互的时间开销较小,且CLIM算法可与IEEE 802.16信令机制相结合,使得在802.16设备中使用多种跨层设计算法成为可能.

多信道无线多跳网络的跨层优化

为提高多信道无线多跳网络的效用,提出了一种实际可行的跨层优化机制.利用该机制,每个节点在传输层使用联合设计算法分布式地调整流速率,在链路层根据所提出的分布式调度算法进行速率分配;网关节点使用所提出的干扰代价最小的信道分配算法集中式地分配信道.通过在层间和节点间传递信息来协调这些层的工作,比集中式算法降低了复杂度,减少了信令开销.仿真结果表明,该机制具有快速收敛性,且能保证业务流间的公平性;随着可用射频和信道数目的增加,业务流的速率和网络效用增加.