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中继共享的高斯干扰信道可达和速率分析

北京邮电大学学报 2010年第5期33卷 131-135页

作者：娄佳罗涛乐光新北京邮电大学无线通信系统与网络实验室北京100876

为了研究2组用户共存时的高斯干扰信道问题,结合协同通信技术,在高斯干扰信道中引入共享中继,提出了2种基于中继共享的高斯干扰信道的通信系统模型.分别从理论上推导了2种通信系统模型的可达和速率的上界和下界,并比较了中继处于不同位... 详细信息

为了研究2组用户共存时的高斯干扰信道问题,结合协同通信技术,在高斯干扰信道中引入共享中继,提出了2种基于中继共享的高斯干扰信道的通信系统模型.分别从理论上推导了2种通信系统模型的可达和速率的上界和下界,并比较了中继处于不同位置时2种通信系统模型的性能.仿真结果验证了理论分析,所提的2种中继共享通信系统模型的性能均优于无中继通信系统.

关键词：干扰信道中继可达和速率

基于用户归一化可达和速率MSE的导频分配方案

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杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2021年第1期41卷 7-12,30页

作者：曹海燕马智尧周冬许方敏方昕杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 华为技术有限公司南京研究所江苏南京210029

在多小区大规模MIMO系统中,导频复用导致相邻小区导频污染。为了减少导频污染,并兼顾各用户可达和速率的公平性,提出一种基于各用户的归一化可达和速率MSE的导频分配方案。通过提高用户最小可达和速率来提高全用户的平均可达和速率,在... 详细信息

在多小区大规模MIMO系统中,导频复用导致相邻小区导频污染。为了减少导频污染,并兼顾各用户可达和速率的公平性,提出一种基于各用户的归一化可达和速率MSE的导频分配方案。通过提高用户最小可达和速率来提高全用户的平均可达和速率,在此基础上,提出将随机导频分配与各用户的归一化可达和速率MSE算法结合起来的导频分配方案。仿真结果表明,提出的导频分配方案既能有效保证系统平均可达和速率,又能保证用户的最小可达和速率。

关键词：大规模MIMO 导频分配导频污染可达和速率

单向放大转发中继D2D通信系统可达速率分析与联合功率优化

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应用科学学报 2014年第6期32卷 559-565页

作者：倪艺洋邵世祥朱洪波南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室南京210003

描述了基于放大转发中继underlay模式下的D2D传输模型,研究了用户最大发射功率受限前提下利用单向放大转发中继的D2D通信系统功率分配方法.首先从D2D系统端到端信干噪比表达出发,推导出D2D链路和蜂窝上下行链路的可达和速率,据此建立了... 详细信息

描述了基于放大转发中继underlay模式下的D2D传输模型,研究了用户最大发射功率受限前提下利用单向放大转发中继的D2D通信系统功率分配方法.首先从D2D系统端到端信干噪比表达出发,推导出D2D链路和蜂窝上下行链路的可达和速率,据此建立了可达和速率的联合功率优化模型,根据功率约束条件将双目标优化模型转化为单目标优化模型;然后采用Pareto优化方法最大化可达和速率,并提出相应的低复杂度实现算法.仿真结果表明:在中低信噪比区域,基于放大转发中继辅助的D2D通信性能显著优于传统D2D通信模式,采用Pareto功率优化方法可进一步提升D2D通信以及蜂窝上下行链路的系统可达和速率.

关键词： D2D通信放大转发可达和速率联合功率分配 Pareto优化

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大规模MIMO系统中动态导频分配

电子与信息学报 2016年第8期38卷 1901-1907页

作者：方昕张建锋曹海燕刘超潘鹏杭州电子科技大学通信工程学院杭州310016 东南大学移动通信国家重点实验室南京210024

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,该文提出一种动态导频分配方案。所提方案利用目标小区与干扰小区用户之间的信号干扰强度差将干扰小区分为inU和outU两类,并对inU中的用户进行最优导频分配,outU中的用户进行随... 详细信息

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,该文提出一种动态导频分配方案。所提方案利用目标小区与干扰小区用户之间的信号干扰强度差将干扰小区分为inU和outU两类,并对inU中的用户进行最优导频分配,outU中的用户进行随机导频分配来提升系统的平均下行可达和速率。同时,在存在额外正交导频组的情况下对所提方案做了进一步优化。仿真结果表明,所提的动态导频分配方案能够有效地提升大规模MIMO系统的性能。

关键词：大规模多输入多输出导频污染导频分配可达和速率

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大规模MIMO系统中的动态导频分配方案

电信科学 2017年第7期33卷 28-38页

作者：方昕李兴兴曹海燕潘鹏刘云驹杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018

针对多小区大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,通过分析MMSE信道估计产生的误差,提出了一种动态导频分配方案。该方案将目标小区与相邻小区相邻的边缘区域内的用户进行动态导频分配,剩余区域内的用户进行随机导频分配... 详细信息

针对多小区大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,通过分析MMSE信道估计产生的误差,提出了一种动态导频分配方案。该方案将目标小区与相邻小区相邻的边缘区域内的用户进行动态导频分配,剩余区域内的用户进行随机导频分配来提升系统下行链路的平均可达和速率。仿真结果表明,该方法不仅能显著地提升信道估计的性能,而且还能有效地提高整个系统下行链路的可达和速率。

关键词：大规模MIMO 导频污染导频分配可达和速率

基于图着色的大规模MIMO系统中动态导频分配

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计算机应用 2017年第12期37卷 3356-3360页

作者：樊自甫胡敏李悦宁重庆邮电大学下一代网络应用技术研究所重庆400065

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,提出一种基于图着色的动态导频分配方案。为了更加合理地分配导频、减小导频污染,首先,利用小区间协作,将不同小区的用户通过带权值的边相连来构建边权值干扰图,以此来描述多小... 详细信息

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,提出一种基于图着色的动态导频分配方案。为了更加合理地分配导频、减小导频污染,首先,利用小区间协作,将不同小区的用户通过带权值的边相连来构建边权值干扰图,以此来描述多小区用户间的导频污染程度;然后,在传统的图着色理论基础上,利用相连用户边权值不同的特点,优先为受导频污染严重的用户分配导频资源。理论分析和仿真结果表明,所提的导频分配方案不同于现有的分布式导频分配方案,在考虑所有小区导频复用的情况下,基于图着色集中式地分配导频,能够减小小区间用户的干扰,提升大规模MIMO系统的上行可达和速率。

关键词：大规模多输入多输出导频污染导频分配图着色可达和速率

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NOMA系统联合资源分配方案研究

NOMA系统联合资源分配方案研究

作者：包宽鑫南京邮电大学

学位级别：硕士

非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）采用叠加编码和串行干扰消除技术,相比于正交多址接入具有更高的系统性能。但是,以往的研究通常只考虑功率分配,对于用户组选择和时频资源块分配的研究较少,导致资源利用的不充... 详细信息

非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）采用叠加编码和串行干扰消除技术,相比于正交多址接入具有更高的系统性能。但是,以往的研究通常只考虑功率分配,对于用户组选择和时频资源块分配的研究较少,导致资源利用的不充分。而且,以往的研究目标较为单一,通常以系统和速率最大化为唯一目标,忽视了边缘用户速率和用户公平性。本文针对非正交多址接入技术,考虑系统吞吐量、用户速率、用户公平性等多方面要求,从联合资源分配角度进行了相关研究,以达到资源利用的充分性和公平性。本文主要工作如下:一、研究了NOMA系统中功率分配及能量效率（Energy Efficiency,EE）问题。通过对EE最大化方案进行改进,提出一种同时满足系统EE和用户公平性的折衷方案。在基站可用功率提升时,将部分功率分配给小区边缘用户,用户最低速率能够随着基站可用功率的提升而得到提高。该方案在保证小区边缘用户信息传输速率的同时,满足用户公平性需求,提升基站能量利用率。仿真结果表明,所提方案在提升用户公平性的前提下满足平均EE下限,基站能量利用率接近100%,实现了基站能量的高效利用。二、研究了NOMA系统用户组间资源块与用户组内功率分配的复合问题,提出了一种动态确定用户组间资源块与用户组内功率分配系数的方案,从而有效降低穷举方法的计算复杂度,同时获得最大的系统可达和速率（Achievable Sum Rate,ASR）。首先,考虑用户组内功率分配,推导获得最佳功率分配系数关于用户组资源块数量的表达式;然后,考虑系统ASR与用户组资源块数量的动态关系;最后,在资源块分配过程中通过动态改变资源块和功率分配,使得系统获得最大的ASR,此时的资源块和功率分配方案为最佳分配方案。仿真结果表明,该方法和NOMA-穷举搜索具有相同的ASR性能,远远高于NOMA-随机分配、OMA-穷举搜索以及OMA-随机分配。同时,该方法的计算复杂度远远低于穷举搜索,体现了该方法的优越性。

关键词：非正交多址接入能量效率用户公平性小区边缘用户可达和速率

大规模MIMO下基于导频分配导频污染抑制技术研究

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大规模MIMO下基于导频分配导频污染抑制技术研究

作者：钱慧杭州电子科技大学

学位级别：硕士

大规模多输入多输出（MIMO）技术可以有效地提升无线系统容量,并且能大幅度地提高频谱利用率,成为了第五代（5G）通信系统的核心技术之一。然而,大规模MIMO通信系统中存在可用正交导频数目有限与移动用户激增之间的矛盾,使得基站进行信... 详细信息

大规模多输入多输出（MIMO）技术可以有效地提升无线系统容量,并且能大幅度地提高频谱利用率,成为了第五代（5G）通信系统的核心技术之一。然而,大规模MIMO通信系统中存在可用正交导频数目有限与移动用户激增之间的矛盾,使得基站进行信道估计的时候,受到复用相同导频序列用户的干扰,这一现象即为导频污染,且这种导频污染无法通过增加天线数目来消除,严重制约整个大规模MIMO通信系统的性能。合理的导频分配技术可在一定程度上减少这种导频污染,因而,本文就此角度展开相应研究,提出了通过导频协调分配来抑制导频污染的方案。本文主要研究内容如下:首先,本文从大规模MIMO技术发展背景入手,简述了现有的导频污染抑制技术,具体分析TDD传输模式下系统的上、下链路数据的传输过程,进而引出导频污染的起因以及对系统性能的不利影响。其次,本文提出了一种基于图着色的半动态导频分配算法。所提算法先基于移动用户信号与干扰加噪声比（SINR）先将各小区用户划分为小区中心用户和小区边缘用户,各小区的小区中心用户采用复用同一组导频序列的静态分配方式,而对小区边缘用户则采用基于图着色的动态分配方式。主要以最大化上行链路中的最小SINR为准则,优先给导频污染相对严重的边缘用户分配可用导频资源中质量较优的导频。仿真结果显示,本文所提的基于图着色的半动态导频分配方式与传统随机导频分配算法以及智能导频分配算法相比,更好地抑制了导频污染,提高了系统的上行可达和速率。最后,本文在导频分配的基础上提出了导频功率分配算法。该算法主要思想是将提高用户上行可达和速率转成一个凸优化问题,通过拉格朗日乘子法获得最优解,并借助注水算法,通过动态设置阈值,最终获得小区各用户导频功率最优分配集。此外,为了避免用户被分配零导频功率,本文进一步提出了进阶注水算法。在此基础上,再对系统内所有用户以小区为单位依次进行合理功率分配以获得最大可达和速率。仿真分析可知,通过对用户功率控制可以实现优化系统性能的目的,与传统的保持用户导频功率一致的分配算法相比,本文提出的功率分配算法在提高小区平均可达和速率方面有很大优势。

关键词：大规模MIMO 导频污染导频分配可达和速率

大规模MIMO系统传输技术和自适应调制研究

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大规模MIMO系统传输技术和自适应调制研究

作者：周月浩浙江大学

学位级别：硕士

随着4G进入规模商用的阶段,5G的研发也在如火如茶的展开。作为5G中的关键技术之一,大规模多输入多输出(MIMO)技术引起了广泛的关注。通过在基站端(BS)配备大规模天线阵列,大规模MIMO可以有效地提升系统的能量和频谱效率。随着基站天线... 详细信息

随着4G进入规模商用的阶段,5G的研发也在如火如茶的展开。作为5G中的关键技术之一,大规模多输入多输出(MIMO)技术引起了广泛的关注。通过在基站端(BS)配备大规模天线阵列,大规模MIMO可以有效地提升系统的能量和频谱效率。随着基站天线个数的增加,小尺度衰落的影响被平均,不同用户到基站之间的信道渐进正交,基站端通过简单的线性处理技术就可以实现近似脏纸编码的性能。虽然具有很多潜在的优势,但大规模MIMO也依然面临诸多挑战,其中之一就是硬件的复杂性和巨大开销。如何利用大规模MIMO所带来的优势,简化传输技术和降低硬件的复杂度,是我们所研究的重点。首先,我们考虑了用户端配备两根天线的大规模MIMO系统的上行链路,研究了几种常见的分集传输方式的性能,如正交空时分组编码(OSTBC)、最大特征值一发射波束赋型(TB)和发射天线选择(TAS)。为了得到闭合的数学表达式,我们推导了可达和速率的下界,然后给出了当基站天线个数M趋于无穷时,近似的功率放大准则。解析表达式表明所研究的分集传输方式可以实现和单天线用户系统一样的功率准则,同时用户端的多个天线并不能带来明显的性能增益。因此,为了充分利用用户端多天线带来的空间维度,应当设计更加先进的传输方式。然后,考虑到大规模MIMO系统在实际实现过程中的硬件开销,通过能量有效的相移器将有限的射频(RF)链路和大量的基站天线连接在一起,即采用混合预编码的方案。针对目前多播系统中混合预编码研究的限制,我们提出了一种适用于任意信道(瑞利信道和毫米波信道等)的混合预编码方案。首先采用传统的半定松弛(SDR)方法求解,得到近似最佳的全数字预编码,然后通过最小化和全数字预编码的欧氏距离,基于交替优化技术,联合设计数字预编码和模拟预编码。仿真结果表明在有限个射频链路的条件下,我们所提出的混合预编码方案的性能非常接近全数字预编码的性能。最后,利用大规模MIMO系统带来的信道硬化(即小尺度衰落的影响被平均)的特征,我们提出了一种针对上行链路的多用户自适应调制方案,仅需要用户端缓慢变化的大尺度阴影衰落的信息,因此具有较低的复杂度。同时,我们给出了平均频谱效率(ASE)和误比特中断概率(BEO)的闭合表达式。和传统的快速自适应调制(FAM)相比,我们所提出的方案可以实现近似的性能,同时大大减小了反馈速率和开销。随后,为了进一步提升自适应调制系统的性能,提出了联合多用户自适应调制和功率控制的方案。

关键词：大规模MIMO 分集传输混合预编码自适应调制可达和速率