提出了移动泛在业务环境的未来移动无线世界愿景模型,并对构建移动泛在业务环境过程中的新的网络发展观进行了探讨. 同时,对体系结构设计中的难点问题,如他组织与自组织控制方式的交互作用、端到端网络重构和跨平台的协同业务构建等进行了论述.
首先分析在分别使用间接越区切换机制下恒比特率业务的延迟,分析结果显示这种机制均不能保证在越区切换时的零丢包率. 路由更新过慢以及接入新基站时间过长是造成潜在丢包率的主要原因. 为减少这2种因素的影响,提出了加强型间接切换机制,其中主要提出简单路由更新和越区切换缓存2种方案以改善原来的蜂窝协议. 通过对加强型间接切换机制的理论分析和利用NS2进行仿真所得出的结果均显示,在加强型间接切换机制中,实时业务在越区切换期间的丢包率大大降低.
针对非再生及再生2种中继方式,分析了基于多天线技术的2跳协作传输系统的信道容量,并以最大化端到端的信息速率为优化准则,提出了将系统功率根据信道条件分配至各跳链路的方案. 仿真结果不但证明了协作传输的优越性,而且与平均功率分配相比,自适应功率分配能随信道变化协调各跳发射功率,合理选择中继传输,明显提高系统容量.
基于频率选择性衰落信道,分析了非理想信道估计条件下,多播与信号合并方式对直扩码分多址接入(DSCDMA)分布天线系统前向链路性能的影响,提出了多径环境下分布天线系统多址接入的信号模型,推导得出了存在信道估计误差时前向链路中断概率的理论结果. 研究表明,信道估计误差对前向链路性能的影响与系统的负荷有关,同时多播技术可有效对抗信道估计误差,降低前向链路中断概率.
正交频分复用系统中为进行信道估计通常在OFDM符号中插入导符号,对利用这些导符号进行频偏估计的方法做了进一步研究. 在时域和频域都重新推导了估计结果,经过合理近似,得到时域最大似然估计的近似解;在频域推导了另一种形式的似然函数,得出最大似然估计的解析表达式. 新算法降低了计算量,提高了频偏估计精确度. 同时,对利用导符号并结合判决数据进行频偏估计的算法也做了研究,判决数据的使用可以使估计结果更加精确.
提出了基于多协议标记交换(MPLS)的端到端自适应移动IP(MIP)快速切换技术,旨在提高基于MPLS移动IP的灵活性与可扩展性. 基于运营网络的层次化结构,通过在标记交换路由器(LSR)中添加与更新移动节点(MN)列表,以分布实施的方式动态优化区域外地代理(RFA)的部署. 理论分析表明,该技术具有对上层应用和底层网络服务透明、节省开销、部署灵活、向后兼容等优点.
为提高战术Ad Hoc网络中领导者节点的报文发送成功率,提出了新的用于媒体接入控制的退避算法. 该算法采用不同于传统的退避间隔设置方法,当领导者节点报文发送成功时,退避间隔设为最大值;报文发送失败时,随着报文重传次数增加,逐渐减小退避间隔,实现报文的重传. 同时还从理论上分析了算法的性能. 计算机仿真表明,其有效提高了网络中领导者节点的报文发送成功率,且对网络中普通节点的报文发送成功率影响很小.
从近最优检测的多天线多电平正交调幅条件下的广义概率数据关联(GPDA)算法出发,把多入多出(MIMO)系统的GPDA算法与码分多址(CDMA)中的多用户联合检测相结合,得到了软入软出(SISO)的GPDA加前向信道解码(FEC)的迭代多用户检测方法. 该方法利用外部信息的传递进行干扰抵销并进行联合解码和判决. 计算机仿真验证了此算法可以以较低的复杂度获得近似最大似然单用户接收机的误比特率性能.
针对超3代(B3G)系统中广义分布式天线阵的架构,提出了适用于多个多天线阵中多输入多输出(MIMO)结构的交叉迭代检测译码算法. 该算法通过在多天线阵之间交叉传递信息的方式,将传统的贝尔实验室分层空时码(BLAST)译码算法与干扰删除操作结合起来,实现交叉迭代译码,有效地解决了广义分布式天线阵系统中相邻天线阵覆盖范围内使用相同资源用户之间的干扰问题,改善了系统性能.
提出一种无线Ad Hoc网络中具有功率控制的透明传输调度算法,通过探测接收邻居的节点数目,周期性地调整节点发射功率,从而提高空间利用率,减少与邻居节点的冲突. 通过分析和仿真,证明本算法比没有功率控制的透明传输调度算法在吞吐量和分组发送阻塞率方面有明显的改善;同时,通过减少发射功率,提高了网络的整体生存时间.
推导了传统单天线联合检测(JD)系统传输矩阵到传统多输入多输出(MIMO)系统传输矩阵的演化;提出了广义MIMO通用信道矩阵模型. 推导表明,MIMO与联合检测可以在该模型中得到统一;基于该模型,传统MIMO系统的贝尔实验室分层空时码(BLAST)检测算法应用于联合检测系统,可得到约07?dB的性能改善.
提出的多入多出正交频分复用(MIMOOFDM)系统的定时估计和多径时延算法主要基于本地训练序列与接收信号的相关运算,其中引入噪声估计、一阶无限冲激响应(IIR)滤波器及删除相关值旁瓣处理,以提高定时估计精度;引入多帧联合统计,以提高多径时延估计精度. 仿真结果表明,该算法可有效抵抗频率选择性衰落信道影响,在低信噪比条件下,达到精确的定时同步;在信噪比大于6 dB,信道抽样速率为20 MHz时,多径时延估计均方误差(MSE)可达到10-7.
针对蜂窝小区用户移动特征、切换强度和业务流量不断变化可能造成分级管理结构失效的问题,提出基于切换强度和业务强度的区域发现及自适应优化算法. 该算法通过实时测量蜂窝小区之间的切换强度或业务强度,发现两者相对集中的几个小区;通过区域自适应优化的算法,把这些小区聚合到同一管理区域下,从而使原来发生在不同管理区域的切换或者流量转化为同一管理区域内部的切换或者流量. 在分级结构信令开销模型基础上,对算法进行了理论分析和仿真实验. 结果表明,其能有效减少系统信令开销,提高切换速度和节点流量.
基于低密度校验(LDPC)码置信传播译码算法,综合译码性能、复杂度和延时,提出了低复杂度并行译码算法. 该算法通过对校验节点传递给比特节点的信息进行有效简化,使计算复杂度接近“最小和”算法. 仿真结果表明,其性能与置信传播算法非常接近.
提出基于非线性约束的自适应波束形成算法. 首先修改接收信号协方差矩阵信号子空间中的特征向量,使修改后的协方差矩阵基本不包含期望信号(SOI)成分而只包含干扰信号和噪声. 进而利用线性约束最小均方算法(LCMV)和修改后的波束空间求解方向图的权向量w. 为了提高算法的稳健性,采用非线性约束方法对w进行优化,w的优化解在形式上不同于可变对角加载类算法,且优化解中的待定参数容易准确求出. 新算法的输出信干比 (SINR)对导引向量随机误差具有稳健性, 并对期望信号的功率变化表现出不敏感的特性, 仿真证明了这一点.
提出了扩展联合检测的方法,用于消除邻小区强干扰和小区内干扰. 首先确定干扰较大的邻小区用户的扩频码,估计其信道特性,并将其扩充至系统矩阵,和期望小区接入用户一起进行联合检测,同时消除邻小区和小区内干扰. 仿真结果表明,此方法能够有效消除时分同步码分多址(TDSCDMA)系统中邻小区强干扰,减少邻小区用户处于小区边缘时造成的系统性能波动,提高系统的健壮性.
研究了正交频分多址(OFDMA)下行链路的资源分配算法,提出了延迟加权动态子载波分配算法(DWDSA). 算法采用内环和外环的控制结构,内环控制的主要功能是在给定某一确定的功率分配方案时,对子载波进行有效分配;外环控制采用延迟调节资源分配算法的参数. 通过仿真表明,DWDSA算法在排队延迟和缓冲区占用方面有很好的性能改善;并且算法兼顾了排队延迟和信道条件,在满足服务质量的同时提高了资源的利用率.
借鉴单载波频域均衡(SCFDE)系统插入循环前缀消除符号间干扰的思想,提出了一种用于超宽带系统的频域均衡结构,给出了基于最小均方误差(MMSE)估计准则的最佳频域均衡算法. 仿真结果表明,此方法对系统误码率性能有较大改善.
为了提高802.16系统的用户容量,提出了最少好信道数优先(SGCNF)法则. 应用该法则,结合802.16无线调度过程中的二维映射特性,提出了保证用户最大延迟的无线资源调度算法,并对该算法进行了MATLAB仿真类比. 仿真结果表明,新算法能够在相同无线信道环境下提高系统的用户容量和无线资源利用率.
借助于35?GHz频段、20?MHz带宽的一发双收系统,对中国典型的后3代(B3G)城市信道环境和典型的室内信道环境进行了测量和研究;在该频段验证了室外小区的通用路径损耗模型,提出了适用于中国环境的大尺度衰落模型,为中国后3代信道建模和系统设计提供了参考. 通过对室内外信道时延扩展、时延时间域信道响应、时频域信道响应,以及室外信道传播环境相关性和天线相关性的测量、统计及分析,为后3代系统的评估提供了重要的参数指标.
提出了一种能够准确描述瑞利衰落特性的有限状态Markov模型. 通过对平稳概率的分析,给出了Markov模型中信噪比门限和状态总数的选取方法;通过对电平通过率等瑞利衰落特性参数的计算,得到了Markov模型各个状态的转移概率和错误概率. 仿真结果验证了Markov模型描述瑞利衰落信道的准确性与有效性.
为更好地利用系统资源,对调度控制和专用速率控制等媒体接入控制(MAC)技术进行了分析比较,并结合它们的特点提出了一种新的混合媒体接入控制技术. 按照3GPP2规定的仿真方法论,进行了基于CDMA2000 1x EVDVRelD的模拟动态仿真分析. 结果表明混合策略可以提高系统稳定性,减少时延,提高吞吐量,更好地满足各种服务质量(QoS)业务的需求.
对Rayleigh脉冲n阶导数归一化谱密度(PSD)的峰值频率、带宽与脉冲形状参数α、n的关系进行了研究,根据联邦通信委员会(FCC)对超宽带(UWB)脉冲带宽及峰值频率的限制提出了一种设计UWB脉冲的新算法. 此算法首先通过图解法求出满足FCC频谱要求的求导阶数n,然后根据频谱模板对UWB脉冲频谱的限制利用迭代法来求α值. 在满足频谱模板的情况下此算法能求出α的一个范围,即可以设计出无数个满足FCC频谱规划的脉冲.
基于超宽带(UWB)无线通信系统提出了新型的频域接收技术——频域谱最优合并(FDSOC)技术,该技术利用任意超宽带脉冲信号的频域谱矢量和为实数,且正负极性随脉冲形状变化的性质,在频域内实现数据信息的最优接收. 理论分析了FDSOC技术的原理. 计算机实验仿真了超宽带信道环境下(IEEE 802.15.3a 信道模型),基于频域子空间信道估计的FDSOC 超宽带接收机和基于最大似然 (ML)信道估计的超宽带Rake接收机的性能,结果显示FDSOC超宽带接收机具有良好的性能.
设计了一种双功率管互补式预失真功率放大器,并给出了温度补偿偏置电压的具体设计电路. 通过实验证明了该放大器可在20?MHz信号带宽内改善放大器3阶互调指标10?dB,其温度补偿方式可使放大器在温度变化时3阶互调指标的变化保持在±15?dB以内.
研究了码分多址(CDMA)系统中下行联合功率速率分配问题. 利用效用函数作为资源分配策略的优化目标,提出了双环结构的功率速率分配算法,即外环在保证用户公平性要求条件下动态调整传输速率;在外环控制速率分配的基础上,内环系统根据系统效用最大化原则分配功率;同时外环速率控制要受到内环功率分配结果的影响. 算法在保证不同用户间公平性的基础上,提高了系统资源利用率.
对移动自组网中面临的邻居信息过时问题(包括邻居坐标过时与邻居集合过时)进行了研究,提出了保持移动自组网中任意2点之间,即K点(S点)和K路径(S路径)连通的容错拓扑控制 (MFTTC) 算法,并给出了算法有效性证明. 仿真结果表明,MFTTC在邻居信息过时的情况下仍能大大简化网络拓扑,根据K值可以调整网络拓扑容错能力,且MFTTC能够随节点最大移动速度调整网络拓扑,有助于保持移动网络的拓扑稳定性.
针对置换序列码(PSC)的构造方法,以及对PSC码的自相关和互相关特性的对比,对GF(2m)域满足生成PSC码的本原根进行存在分析,给出了此种本原根的个数下限,提出了生成这种本原根的方法. 将PSC应用于超宽带系统中,仿真结果表明,使用PSC码的超宽带系统的性能明显优于使用其他码型的系统.
充分利用从电子地图获取的相关参数,提出了一种根据传播环境分类校正传播模型的方法. 实验与仿真证明,不恰当地校正传播模型可给路径损耗预测带来较大误差,误差均值达30?dB以上. 而根据传播环境分类校正传播模型的方法满足了合理校正传播模型,提高路径损耗预测准确性的目的,较之常用模型及任意选择的校正后模型,使用该方法分类校正的传播模型对路径损耗预测的准确性提高了6~30dB.
将博弈论理论应用于宽带无线系统中的多天线的功率控制,构建了分布式通用功率控制的框架. 将功率控制描述为N用户的非合作博弈,用效用函数表示各天线的服务质量(QoS)等级,用代价函数表示达到该等级需要付出的代价,将功率控制描述为最大化净效用(效用函数与代价函数之差)的过程. 同时提出了一个符合该框架的功率控制算法,并证明了该算法收敛于唯一的纳什均衡点,且具有适应不同的QoS等级的可调因子