速率比例公平下多用户OFDM系统的自适应资源分配

在多用户正交频分复用（MU-OFDM）系统中,考虑各个用户之间具有比例数据传输速率限制 条件下的一种公平的自适应资源分配方案的最优算法计算量巨大,为此,提出了一种将子信 道分配和功率分配相分离的次优算法。首先,在假设相同功率分配的情况下进行子信道的分 配,然后在保持一定比例公平条件下使总容量最大时进行最优功率分配。对该算法的仿真表 明,在用户数为2、子信道数为10的系统中,所提算法的容量性能接近最优算法,而计算量 由指数增长变为线性增长。所提资源分配算法的总容量比以前的算法在用户间的分配更公平 也更灵活 。     

基于容量最大化的多用户MIMO-OFDM子载波分配算法

针对多用户MIMO-OFDM通信网络,提出了一种基于系统和容量最大化的子载波分配算法。 通过对MIMO-OFDM系统和容量公式进行分析,提取出子载波分配的判决参数,再利用匈牙利 算法对子载波进行分配,同时分析了分配后系统平均容量的统计特性。为了兼顾公平,又提 出了传输速率最小的用户传输速率最大化的子载波分配算法。仿真结果表明,所提容量最大 化算法能使系统和容量达到全局最大值,且具有较低的复杂度。     

一种基于用户需求的OFDM系统资源分配算法

提出了一种新的基于OFDM多用户通信系统的资源分配算法。该算法在总功率限制和用户数据率要求下，通过以下两步实现子载波、比特和功率的动态分配：第一步，基于用户的平均信道增益和数据率要求进行资源初分配（每个用户分配多少个子载波、功率）；第二步，对步骤1中的结果进行调整，最终决定每个用户分配到的子载波、功率以及比特载入方式。相比于Hujun Yjn等人提出的另一种基于用户需求的算法，新算法的基站发射功率略有增加，但复杂度大为降低，在实际运用中更有利用价值。     

一种改进的大规模MIMO发射天线选择算法

为了降低天线选择算法在大规模多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）系统下的误码率和复杂度，以用户端接收的总功率为优化目标，提出一种最大化所有用户接收总功率的天线选择算法。该算法将优化目标函数转化为凸函数，并利用凸优化方法求得其有效解。仿真结果表明，所提天线选择算法与传统的最大和容量算法相比，具有较好的系统误码率性能，且运算复杂度低，但系统容量有所降低。     

OFDM双向多跳网络的新型比特和功率分配算法

结合新型双向多跳网络协议和正交频分复用技术,研究旨在保证通信质量情况下的自 适应比特和功率分配算法,其目的是以较小发送功率和较高频谱效率完成通信。通过凸优化 理论推导出最优功率分配算法,并提出一种基于贪婪原则的自适应比特分配算法,能够以较 低的复杂度在实际工程中完成部署。仿真分析表明,提出的双向多跳算法是传统多跳协议频 谱效率的2倍,所需发送功率是平均资源分配算法的1/3。     

基于萤火虫算法的多中继功率分配

为了充分实现中继协作,降低多中继协作通信系统功率分配优化问题的计算复杂度,提出了基于萤火虫算法的多中继功率分配方案。在一定的总功率和节点功率约束下,以最大化平均信噪比为优化目标函数,建立了多中继协作系统的功率分配最优化模型。选取该目标函数作为萤火虫的适应度函数,用向量表示萤火虫的状态,该向量的维数为待分配源节点和中继节点的个数,通过萤火虫聚集得到种群中最好的萤火虫,即可获得渐进最优功率分配。仿真结果表明,与平均功率分配相比,基于萤火虫算法的功率分配方案能降低2.44%~6.17%的比特差错率,提高了系统性能。     

空天地一体化网络中联合地面基站选择及功率分配

针对由卫星通信网络、地面移动网络以及空中飞行平台所组成的空天地一体化网络（Hybrid Satellite-Aerial-Terrestrial Network，HSAT）下行链路的系统吞吐量问题，提出了基于多目标遗传算法的地面基站选择及功率分配算法。在这一网络中，空中飞行平台需要地面基站为其进行中继通信。因此，地面中继基站的选择和功率分配决定了系统的吞吐量。所提算法为了取得对系统吞吐量更好的优化效果，将优化系统吞吐量和满足约束条件建模成两个优化目标，通过设计特有的迭代选择过程使地面基站选择和功率分配不断优化。仿真分析表明，所提算法在保证用户最低通信需求的前提下，有效提升了系统的吞吐量。     

一种低复杂度的MIMO-OFDM下行链路子载波分配改进算法

针对多入多出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统的下行链路，提出一种基于信道状 态信息（CSI）反馈的次优子载波分配算法。算法从寻求容量和公平性之间的平衡出 发，将提高系统容量作为资源分配的优化目标。该算法首先按照比例公平约束进行子载波初 始分配，然后将现行分配给任意两个用户的子载波互换之后计算系统容量，如果系统容量增 加，则将子载波在用户间进行交换，否则保持初始分配不变。将子载波在用户间进行迭代调 整，直到系统总容量不再增加为止。仿真结果表明，该算法能够很好地保证比例公平约束， 有效地提高系统容量，提升效率可以达到贪婪算法的40%左右，对MIMO-OFDM系统中的子 载波分配具有一定的参考价值。     

基于星上多波束天线的卫星功率带宽联合优化新算法

目前已有的卫星功率优化分配策略未考虑功率与带宽的耦合关系 。为了进一步提高星上资源的利用率,在考虑各点波束业务需求差异及共信道干扰的基础上 ,通过构建卫星系统模型,提出一种将卫星功率和带宽联合优化分配的算法。该算法基于系 统公平性建立优化目标函数,并采用迭代方法求解资源优化的最优解。与传统固定分配方式 相比,这种耦合的资源分配方式可根据当前业务需求和信道条件对星上功率和带宽资源进行 实时再分配,提高了系统容量,系统业务匹配率提高10%,具有较高的星上资源利用率。     

多波束宽带卫星广播系统的自适应功率分配

随着互联网和宽带通信需求的不断增长，未来的多波束宽带卫星系统将主要工作在Ka频段或更高频段，在这些高频段下，时变的天气和降雨是影响系统性能的主要因素。针对这一问题，提出了基于公平性指标的启发式多波束动态功率分配方法，并采用了波束用户分群方法降低算法的计算复杂度，从而能实现系统性能和复杂性之间的交换。仿真结果表明，相比于传统的静态功率分配算法，提出的算法可以在雨衰环境下服务更多的用户，实现更高的功率效率；另一方面，算法也明显提高了系统资源分配的公平性。     

多小区OFDMA系统基于改进PSA的资源分配算法

针对载波、功率资源分配问题,考虑本小区对其它小区的干扰情况,提出了一种应用于多 小区正交频分多址复用（OFDMA）系统中的改进罚函数模拟退火(PSA)算法。该问题模型是在 传输速率和性能 一定的条件下,最小化传输功率。该算法是一种随机寻优算法,是一种能将局部搜索扩展为 全局搜索的启发式算法。仿真结果表明,改进算法简化了问题模型,可以在不影响系统性能 的情况下减少运算时间。基于模拟退火算法的离散功率的取值具有随机性,但是整体规律性 仍很明显,且能够获得较高的单位功率吞吐量。     

一种基于迭代计算的短波有效压制功率估计新方法

短波压制式干扰设计中,基于链路损耗估算的有效压制功率估计误差大。针对此问题, 提出了一种利用短波通信的自适应调制机制和自动重传请求机制,通过迭代干扰实现有效压 制功率精确计算的方法。首先推导了有效压制功率和有效压制系数之间的线性关系,然 后给出了针对自适应调整和自动重传请求的迭代干扰的算法原理,最后给出了半功率迭代计 算的详细算法流程及计算机仿真结果。仿真结果表明,新算法靠有限次迭代干扰实现了有效 压制功率的精确计算,相比传统的链路估算方法,能够快速地为干扰系统提供准确的发射功 率值,将大大提高干扰效率和安全性。     

一种改进载波相位恢复算法

为了解决载波相位恢复算法频偏估计范围小、估计精度低、计算复杂度高等问题,提出了一种基于Q次方的极性环与极性判决（Polar Decision,PD）算法相结合的Q次方极性判决（Q-th Power Polarity Decision,QPD）算法。首先对判决导向（Decision Directed,DD）算法、PD算法、基于Q次方的极性环进行性能分析;然后结合基于Q次方的极性环和PD算法的优点,提出性能更好的QPD算法,并分别在不同频偏和不同信噪比条件下对这四种载波相位恢复算法进行性能仿真与性能比较;最后,在QPSK、8PSK、16APSK和32APSK这四种调制方式下,分析QPD算法的误码率、资源消耗和吞吐率。仿真结果表明,该算法相比于DD算法、PD算法、基于Q次方的极性环具有频偏估计范围较大、估计精度较高、资源消耗相对较少、吞吐率较高等特点,且适用于多种调制方式。     

单频网多播系统中的开环半动态功率分配算法

在单频网多播传输中,传统的全反馈动态功率分配数算法需要根据每个时隙反馈的用户瞬时信道信息进行实时的调整,所以造成了资源分配频率快、上行反馈开销大的缺点。为了克服这个缺点,提出了一个低复杂度、没有用户反馈的单频网多播开环半动态功率分配算法。首先在各小区等功率分配的假设下,根据单频网的形状信息算出各小区等价信道增益,然后再根据这个增益值,实现满足速率需求情况下的各小区功率分配。仿真结果显示,与全反馈的动态功率分配算法相比,该算法以一小部分性能损失为代价,大大减少了单频网的上行反馈和资源分配的开销,因此更适用于实际的单频网多播系统。     

基于改进图着色的D2D资源分配和功率控制

针对蜂窝网络中D2D（Device-to-Device）用户复用蜂窝信道带来的同频干扰问题，提出了一种基于改进图着色的资源分配和功率控制算法。首先通过构建干扰图和候选集进行用户之间干扰关系建模，并定义指数型累积因子改进图着色算法，为D2D用户分配蜂窝信道；再采用基于信干噪比的闭环功率控制算法动态调整D2D用户发射功率，减小由于信道复用产生的干扰。仿真结果表明，与现有算法相比，所提算法能够有效提升系统吞吐量和D2D用户接入率，实现信道资源的合理分配。     

改进粒子群算法在频谱功率分配中的应用

在认知无线电中,由于次用户干扰门限要求的存在,传统频谱功率分配方式获得的次用户有效信道容量较低。针对这一问题,提出了一种基于粒子群算法的频谱功率分配算法。首先建立基于干扰距离的认知网络干扰模型,将频谱功率分配问题转化为函数优化问题,并借助混合随机变异思想的粒子群算法进行求解;针对寻优过程中的约束问题,提出了一种基于投入产出比的外点法,保证粒子群在可行域中寻优,最终获得频谱功率分配。仿真结果表明,与传统算法相比,所提算法能够获得较高的次用户有效信道容量。     

一种新型数字预失真算法的设计

针对WCDMA系统中功率放大器的非线性特征,设计了一种基于Volterra级数的有记忆数字基带预失真算法,能够自适应地补偿功放的非线性.理论分析和计算机仿真验证了该算法的有效性和实用性.     

基于天线选择和功率分配的联合迭代优化算法

当使用所有天线进行无线数据传输时，大规模多输入多输出（Multiple-Input multiple-Output,MIMO）系统中的基站需要使用与天线数相同的射频链路，导致系统的实现复杂度增加，降低了系统的能效。针对能效降低的问题，提出了一种天线选择和功率分配的联合迭代优化算法。该算法在给定初始发送功率的条件下，随机生成一个天线集合作为内循环的初始值，内循环每次从余下的天线集合中选择一根具有最大能效的天线进行替换，得出最优天线集合，求出相应的最优发送功率，并以此作为下次外循环发送功率的初始值。仿真结果表明，所提算法在降低计算复杂度的前提下，几乎可以达到近似于最优穷举搜索算法的能效性能。     

拥挤干扰环境下的一种多载波扩频信号接收波束成形方法

针对拥挤干扰环境中的多载波扩频通信系统,提出了一种基于期望信号波达方向估计和干扰功率空间谱分析的波束成形方法。该方法首先利用多载波扩频调制信号的频率分集特性估计期望信号的波达方向,然后利用空间谱分析估计干扰信号的空间功率分布,在此基础上完成波束成形。该方法能够在拥挤强干扰环境下精确估计信号的波达方向,从而保证了干扰信号空间谱估计的有效性。仿真结果表明,即使干扰信号的功率显著强于期望信号,本算法仍然能够精确地估计出期望信号的波达方向,从而保证算法的有效性。