基于列生成的毫米波多连接链路配置调度算法

多连接技术允许用户同时建立和保持与多个小区/接入点的连接，通过网络元素之间的协调在吞吐量和可靠性方面大幅提高网络性能。针对毫米波通信中超高频段的链路中断问题，研究了多连接基于链路配置的调度算法，以提高链路调度效率，降低复杂度。首先，在系统模型中采用链路配置作为优化变量；其次，设计了多连接比例公平的调度准则；最后，提出一种基于列生成算法的链路配置调度优化算法，利用Dantzig-Wolfe分解将原问题分解为限制主问题和定价问题，并结合分支定界方法获得最优解。仿真结果表明，所提算法能够在数值上逼近全局最优，并且比现有的毫米波蜂窝网络链路调度方案增益平均提高40%以上。     

基于信漏噪比的异构网络载波干扰协调技术

针对异构网络存在小区间干扰的问题,提出了一种基于频域载波聚合的干扰协调管理 机制。该机制将所有小区的用户分为中心用户和边缘用户,采用可降低干扰的信漏噪比(SLN R)准则,动态调度用户和选择小区载波,并将每种小区载波选择方案对应一种调度用户分组的机制 ,即对小区的中心用户和边缘用户采用不同优先级,以此有效避免小区间的干扰,其中优先 级采用比例公平和SLNR准则。仿真结果表明,由于在系统目标最大化时实现了频率复用 增益和干扰消除增益间实现最佳的平衡,可有效取得系统流量的分流和总吞吐量的提升。     

OFDM系统中的资源调度

资源调度可以显著地改善通信系统的频谱效率和吞吐量。文中给出了OFDM下行链路中3种不同的时隙调度策略,这些策略都是以CDMA／HDR中比例公平算法(Proportional Fair)为基础。比较和分析了3种子带分配的方案。首先将OFDM的子载波划分为若干个子带,目的是减少系统的反馈量。所有的用户同时竞争所有的子带。仿真表明,子带的划分以16～32个比较合适,而调度可以将系统的吞吐量提高0．4～1倍,调度方案3实现了性能和复杂度的折衷,是一种好的选择。     

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 。     

基于不同调度算法的多用户分集MIMO中继信道容量分析

采用平均容量性能来定量分析多用户分集多输入多输出(MIMO)中继信道,中继节点 使用放大转发(Amplify-and-forward,AF)协议将接收到的源节点的发送信号重发给目的节 点。研究了多用户MIMO中继信道的不同调度算法,即容量公平、最大特征根、最小特 征根调度策略和空间独立性调度算法,结果表明空间独立性调度算法有最优容量性能。但是 ,矢量反馈调度策略的应用使得反向链路容量有较高的反馈负载,而相比于矢量反馈策略, 标量反馈方案的反馈量较小。在选择调度方案的时候要充分考虑到这些特性,权衡利弊并折 衷选择适宜的调度策略。     

A robust DL MU-MIMO algorithm and UE specific SINR compensation mechanism in LTE-A

针对多用户特征模式传输（MET）算法这种典型的多用户多入多出（MIMO）算法,现实系统中实现时有两个重要限制：其一要求发射端的和功率约束;其二假定噪声、邻区干扰功率项在基站侧已知且将其建模为加性高斯白噪声（AWGN）。在现实系统中,一方面最好遵循每天线发射最大功率的限制,另一方面需要考虑对噪声、邻区干扰功率项的建模,以期望在基站侧更好模拟用户设备（UE）端最终真实感受到的噪声与干扰功率。基于此,提出了一种鲁棒的针对LTE-A的下行多用户MIMO技术,即自适应的切换波束赋形权值归一化算法。同时,基于该归一化的波束赋形权值,提出一种UE级的信干噪比（SINR）补偿机制。使用该补偿的UE级的SINRs,一方面可基于如容量最大等准则,挑选获得给定调度资源上的最优多用户配对集;另一方面,针对该最终配对的多用户集,使用每UE的补偿SINRs做链路自适应,即MCS选择,从而期望获得系统整体和吞吐量的提升。最后,给定仿真参数,链路级仿真结果验证了所设计算法的有效性。     

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。     

分布式队列服务算法在无线网状网包调度中的应用

根据无线网状网的包调度特点,结合已有的差分队列服务算法和分布式贝尔曼-福特算 法,将有线网络中的差分队列服务算法改进为分布式队列服务算法（DQS）,使之实用于无 线网状网中多任务条件下实现系统的吞吐量最大化。仿真实验证明了DQS算法能有效地避免 传统多径传输中的按“类”或 “流”来进行调度的缺陷,有效地减少了数据包的端到端 延时和缓冲区需求,尤其是DQS算法的实际平均吞吐量性能有了很大的提高。     

基于比例速率保证的信道误差OFDMA中继系统资源分配

针对存在有信道估计误差的正交频分多址（OFDMA)中继系统,在考虑用户传输中断概率的同时,提出了满足不同用户最小服务质量（QoS）需求和比例公平性约束条件下的中继选择、子载波分配和功率分配的联合优化问题,建立了以最大化系统总容量为目标的优化模型。在此基础上以速率最大化为目标进行最佳中继选择,并通过动态子载波分配来满足用户的最小QoS需求和比例公平性,最后采用拉格朗日乘子法来得到最优功率分配方案。仿真结果表明,此算法在降低用户中断概率的同时,提高了系统吞吐量并保证了用户速率的比例公平性。     

异构网中载波聚合系统的成员载波选择和干扰协同

为了解决下一代演进移动通信系统在异构网场景由于低功率基站在高功率基站覆盖区 域的随意分布而导致的小区间干扰问题及容量速率限制,提出了一种载波聚合系统的成员载 波选择和干扰协同方法。该方法基于修正的载波公平比例准则,动态地在小区间协同选择成 员载波。为了进一步提高低功率节点的系统容量,设计了新的基于调和平均数的用户小区选择 准则及算法。仿真结果表明,与频率复用因子为1的系统相比,设计的方法由于静默了部分 高功率节点用户成员载波,从而使低功率节点用户获得更多的选择机会,可提高低功率节点 小区的容量。     

移动自组织网络中基于QoE的跨层多波束信道接入机制

引入数字多波束技术可以使移动自组织网络的信道容量得到有效提升，然而，时间、频率、空间、用户、功率等多维度资源域的统一调度与跨层联合优化使得信道接入机制的分析与设计变得更加复杂。为此，结合多波束的特性，将波束宽度限制、收发限制、通道限制、功率限制等多种约束条件抽象图论问题，并建立分析模型。基于分析模型，进一步提出了MB-MAC（Multi-beam Medium Access Control）信道接入机制，结合物理层的预编码技术，建立定向链路的队列模型，度量用户的满意度(Quality of Experience,QoE)，设计了适用于自组织网络中多用户并发并收的信道接入机制，兼顾了网络容量和用户满意度。仿真结果表明，MB-MAC机制能在保证各个用户满意度的情况下，有效提升网络吞吐率。     

一种用于水声传感网的MAC层协议

针对分簇的水声传感网,提出了一种基于时分多址（TDMA）的MAC层协议——Cluster-TDMA。该协议主要由规划阶段和传输阶段组成。规划阶段,首先由网关节点规划能造成簇间干扰的子节点的传输,其次由各簇头节点分别规划本簇内其他子节点的传输;传输阶段,子节点根据规划表周期性地向簇头节点发送数据,这些数据最终汇聚到网关节点。该协议简单有效地解决了引起簇间干扰子结点的传输规划问题。C++仿真实验表明,该协议具有良好的吞吐率和能量效率性能。     

基于分布式时隙调度协议的战术互联网媒体访问控制技术

在分析现有移动无线网络TDMA时隙调度问题的基础上,根据战术互联网骨干网拓扑与业务需求,结合跳频电台的特点,提出了一种新的动态分布式TDMA时隙调度协议(DTSP),能够适应不同业务需求,支持单播、广播和组播.DTSP协议以无冲突的预留提高系统吞吐量,以渐增方式适应动态拓扑变化,动态调整的开销较小.最后,以DTSP时隙单播预留协议为例,进行了详细分析和复杂度计算.     

带偏射补偿机制的Birkhoff-von-Neumann交换机方案及其性能分析

Birkhoff-von-Neumann（BvN）交换机具有较低的执行复杂度和较高的吞吐量,但无法在业务突发的环境下提供性能保证。为此,提出一种带偏射的BvN（D-BvN）交换机制来增强交换机性能。D-BvN交换机通过平均业务矩阵的BvN分解,为每个虚电路（VC）提供均值带宽保证,同时通过偏射来处理业务突发。其主要思想是利用处于空闲状态的VC的闲置容量处理处于溢出状态的VC的溢出业务。具体地,偏射机制利用空闲VC的闲置容量完成两件事情：一是把溢出业务偏射到其他VC,二是给偏射业务提供到达目的端口的带宽。分析和仿真结果表明,所提方法不仅可以获得接近100%的输入负载吞吐量,而且具有较低的包乱序概率和较小的业务包延时。     

Ad hoc网络中基于多波束天线的集中式低时延调度算法

UxDMA算法是一种高效的集中式算法，是用于时分多址、频分多址和码分多址信道分配的统一算法。在UxDMA的基础上，利用多波束天线的多波束形成能力，针对低时延定向ad hoc网络提出了一种集中式调度算法——CLSM(Centralized Low-delay Scheduling Algorithm Based on Multi-beam Antennas)。CLSM通过不同时延等级限制的报文来比较着色后发送链路的优先级，优先选择高优先级链路传输。通过仿真验证了CLSM的性能：与UxDMA相比，该算法在多时延限制的发送端调度中表现出了更好的吞吐量和时延性能。     

一种基于LTE业务特征的调度算法切换系统

针对LTE业务QoS特征多样化且应考虑业务付费等级的问题,提出了一种改进的比例公平 调度算法。新算法引入不同业务的各QoS指标、付费等级作为参数,并根据各业务的具体QoS 需求在各参数的不同加权配置下切换。仿真结果表明,新算法不但可以极大提高付费业务 的各项QoS指标,还能让所有业务的QoS指标达到既定需求,更好地适应了LTE网络规划的要 求。     

一种多信道的分簇式短波令牌协议

传统的短波令牌协议（HFTP）调度方式单一,在没有数据传送时,信道资源会被各节点间的令牌传递所占用,且令牌在通信质量较差时易丢失。基于此,提出一种多信道的分簇式短波令牌协议（CHFTP）,通过以通信质量评估为标准的分簇算法和基于预约的动态令牌调度,减小了令牌丢失的概率和令牌传递、处理的开销,并给出了仿真分析。仿真结果表明,该协议的端到端平均时延和网络吞吐量明显优于短波令牌协议,CHFTP的平均时延最多可减少75%,网络吞吐量最多可增加66.7%,适合在短波通信网络中使用。     

中继蜂窝网中基于负载均衡的中继节点选择算法

提出了一种中继蜂窝网络的基于负载均衡的中继节点选择策略(Load Balancing Rela y Selection,LB-RS)。根据每个用户的具体信道状况以及中继节点服务的用户数目,LB-RS 以分布式的方式为每个用户选择最优的中继节点。仿真结果表明,与基于单一物理层参数的 中继节点选择算法相比,所提出的中继选择算法综合考虑了物理层的信道状况以及MAC层 的资源与用户状况,有效地利用中继节点选择来实现小区内的负载均衡,获得了吞吐量性能 与用户公平性之间的折衷。