下行链路广播信道能效优化鲁棒波束成形算法

针对多天线广播下行链路通信系统,研究了一种鲁棒能效联合波束成形和功率分配算法。首先,鲁棒能效优化问题描述为满足一定功率约束的系统和速率与系统消耗之比的最大化优化问题。其次,利用分数规划理论及用户速率与最小均方误差之间的关系,把所描述的分数规划优化问题转化成参数化多项式优化问题。然后,利用拉格朗日对偶及单调优化理论,提出了一种有效的鲁棒能效优化算法。数值仿真结果表明,相对于传统的非鲁棒能效优化算法,所提鲁棒能效优化算法可获得明显的能效性能增益。      

对认知无线电波束成形算法的探讨

对多天线协作双向认知无线电系统中的波束成形算法进行了研究。在多天线协作双向认知无线电系统中,2个主用户系统通过次用户进行信息交换,次用户配置多个天线,且次用户通过叠加信号后将其发送给主用户,所以对分配发送主用户和次用户信息的信号的功率以及设计主用户和次用户的波束成形矩阵等进行了重点研究。依据最大化系统容量的优化准则,得到的优化问题均是非凸问题,因此采用半正定优化和二阶圆锥优化,得到闭合解。仿真结果表明,此方法优于以往的波束成形算法。     

智能反射面辅助的太赫兹卫星通信鲁棒安全波束成形算法

本文针对智能反射面辅助的太赫兹卫星通信系统，提出一种基于用户非完美信道状态信息的鲁棒安全波束成形算法，以提升系统的物理层安全性能.首先，在智能反射面辅助的太赫兹卫星系统采用多播传输技术向多个合法用户发送信号，并且在其覆盖区域内存在多个窃听者的场景下，建立以卫星发射功率最小化为目标函数，合法用户的可达速率和可达安全速率满足要求为约束的联合优化问题.其次，考虑到非完美信道状态信息导致可达速率和可达安全速率均为非凸的概率约束，提出采用二阶泰勒展开和S程序方法对其进行转化，并进一步通过半正定规划完成智能反射面的相移矩阵和卫星发射功率的联合优化设计.最后，计算机仿真验证了所提算法的有效性和优越性.     

放大转发双向中继系统中降低总功率的波束成形设计

本文研究了多天线放大转发双向中继系统中在满足源节点信噪比要求条件下最小化系统总功率的波束设计问题。该问题是非凸优化问题,为了有效求解该问题,采用分层优化方法将原问题分解成发送波束成形向量优化、接收波束成形向量优化和中继波束成形矩阵优化三类子问题。发送/接收波束成形向量通过求解Rayleigh商最小化问题来获得。中继波束成形矩阵优化问题通过半正定松弛方法转化成半正定优化问题来求解。在求解这三类优化问题的基础上,提出了一种迭代波束成形算法,并采用单调有界序列定理证明了所提算法的收敛性。计算机仿真表明:所提算法经过若干次迭代即可收敛到稳定点;相比于已有算法,本文算法能显著降低系统总功率。      

接收多径相干信号的鲁棒自适应波束形成算法

为有效接收多径相干信号,该文提出一种基于波束主瓣幅度约束的鲁棒自适应波束形成算法。该算法充分利用多径相干信号的来波信息,对接收数据协方差矩阵统计量进行优化,并对多径相干信号波束主瓣进行幅度约束,通过一阶泰勒展开将多径相干信号的优化问题转换为迭代二阶锥规划问题,获得最佳波束形成权矢量。该算法不仅能够有效接收多径相干信号,抑制干扰和噪声,而且能够克服较大导向矢量失配误差,自由控制鲁棒响应区的波束宽度和纹波水平。仿真实验验证了算法的正确性和有效性。      

高低轨频率共存卫星通信系统鲁棒波束成形算法研究

针对静止轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星系统和低轨道(Low Earth Orbit, LEO)卫星系统频率共享时存在的干扰问题,本文基于低轨分布式卫星编队提出了一种鲁棒自适应波束成形算法,从空间域功率隔离角度解决了高低轨卫星通信系统上行链路共用频谱时GEO用户对于LEO卫星共线干扰问题。算法中综合考虑卫星通信系统长传播时延导致的阵列导向矢量存在一定误差,在基于线性约束最小方差(LCMV)准则的自适应波束成形器中设计了考虑系统最恶劣误差情况的鲁棒性约束,并采用泰勒级数逼近法求解波束成形器加权矢量。仿真结果表明本文的鲁棒波束成形算法在卫星通信环境下适应度较高,能够有效地缓解高低轨卫星通信系统频率共享带来的同频干扰问题。      

窃听信道下认知多小区中的协同波束赋形算法

小区之间优化变量耦合使多小区联合优化问题为非线性非凸问题,通过约束泄露干扰提出了基于半正定松弛的中心式协同波束成形算法,在此基础上,采用部分对偶分解方法将中心式联合优化问题分解为一组单小区优化问题,提出了一种分布式迭代求解算法。结果表明,所提算法在保证系统安全速率需求和认知干扰约束的条件下实现了系统功耗的降低,此外,分布式算法不仅能降低实现复杂度,而且能达到中心式算法的性能。     

面向窃听用户的RIS-MISO系统鲁棒资源分配算法

针对信道不确定性影响、用户信息泄露和能效提升等问题,该文提出一种基于不完美信道状态信息的可重构智能反射面(RIS)多输入单输出系统鲁棒资源分配算法。首先,考虑能量收集最小接收功率约束、合法用户最小保密速率约束、基站最大发射功率约束及RIS相移约束,基于有界信道不确定性,建立一个联合优化基站主动波束、能量波束、RIS相移矩阵的多变量耦合非线性资源分配问题。然后,利用Dinkelbach,S-procedure和交替优化方法,将原非凸问题转换成确定性凸优化问题,并提出一种基于连续凸近似的交替优化算法。仿真结果表明,与传统非鲁棒算法对比,所提算法具有较低的中断概率。     

星地融合网络中基于层分复用的广播和单播传输鲁棒波束赋形

星地融合网络(STIN)为解决下一代无线通信中地面基站存在的覆盖范围约束和频谱短缺瓶颈提供一种有效架构。针对该融合网络中下行广播和单播单独传输性能受限问题，该文建立基于服务质量(QoS)约束的最小化传输功率优化模型，提出基于层分复用(LDM)的鲁棒联合波束赋形传输方案。且根据最差情况准则，采用S-Procedure及半正定松弛(SDR)方法将具有无穷维约束的鲁棒优化问题转化为具有线性矩阵不等式(LMI)的确定性优化形式，并提出一种基于罚函数的迭代算法求解该问题。仿真结果表明，所提方案在传输功耗方面比传统正交时分复用(TDM)传输方案降低约6 dBm，且用户平均速率相较于非协作传输方案提升明显。     

频率选择MIMO信道多用户块传输SCFDE系统的联合波束赋形

对频率选择多入多出信道多用户场景下块传输单载波频域均衡系统联合波束成形的问题进行了研究。首先将频域波束成形转化为时域成形滤波。在时域模型中给出了频域最小均方误差均衡后各接收节点判决处的信干噪比;在使每个接收节点都满足给定服务质量要求的约束下,将非凸的二阶约束二次优化问题通过松弛约束条件转化为凸半正定优化问题求解,从而得到一组最佳波束成形系数,使所有发射节点的发射功率最小化。仿真表明所有发射节点的总发射功率随模型不同设置表现有规律地变化。     

5G大规模MIMO增强技术及发展趋势

大规模MIMO技术是5G的关键技术之一,其原理是当基站天线数量远远大于终端天线数量的时候,基站到各个用户之间的干扰趋于消失,为更好地应用大规模MIMO技术提升系统容量和用户频谱效率,3GPP对相关技术进行了标准化。首先介绍了3GPP在Rel15阶段对大规模波束赋形的传输方案和波束管理等关键技术的标准化情况,然后重点分析描述了Rel16阶段大规模MIMO的增强技术,包括多点(TRP)/多面板(panel)发送以及多波束发送等关键技术,未来大规模MIMO的发展趋势将根据实际应用部署对相关的技术做进一步增强。     

PDH同步数字系列

系统地介绍了数字复接系统中准同步复接方式，并对我国和欧洲采用的基于2．048Mb／s．30／32路的数字系列的高次群复接原理进行了简述。     

最少元件的多输入多输出MOCCII电流模式滤波器

本文提出了两种基于MOCCⅡ（多端输出的第二代电流传输器）的多输入多输出的电流模式滤波器。两种电路均由2个MOCCⅡ及4个接地RC元件构成。每一种电路除了实现出单输出的低通、带通、高通、带组、全通电流模式滤波器外，还能实现三种不同类型的具有同时多输出的电流模式滤波器，提出的电路具有很低的无源灵敏度；同时应用基本电流镜技术实现出结构简单的高精度CMOS MOCCⅡ，并对MOCCⅡ及提出的滤流器电路进行了PSICE仿真。     

瑞利衰落时MIMO无线通信系统分集性能分析

针对多输入多输出（MIMO）无线通信系统提高系统性能的同时增加了系统的复杂度，提出了基于最大特征值传输的分集解决方案，在天线数量一定的情况下最大可能的提高系统的分集增益。对单输入多输出和多输入多输出的情况进行了数学分析，推导出了系统性能的变化范围，并且对分析的结果进行了数值仿真。     

基于NOMA的全双工多层异构网下行链路覆盖分析

针对异构网（Heterogeneous Network,HetNet）无线回程,现有研究主要集中于提升网络吞吐量,而对回程覆盖性能研究较少.由此,本文构造了一种在小小区基站（Small cell Base Station,SBS）上结合全双工（Full-Duplex,FD）和非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）技术的大规模多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）辅助多层HetNet模型.利用信干比（Signal-to-Interference Ratio,SIR）来模拟有源SBS的分布,得出不同类型接收端的干扰;然后推导了移动用户（Mobile User,MU）下行链路覆盖概率闭合表达式.仿真和数值结果表明,SBS下行链路覆盖概率会随着小小区下行链路功率共享系数的增加而减小;此外,通过对比NOMA和正交多址接入（Orthogonal Multiple Access,OMA）以及FD和半双工（Half-Duplex,HD）对下行链路覆盖性能的影响,本文提出的方案能显著提升网络性能.     

面向5G的非正交多址接入技术

为了满足未来5G在频谱效率和连接数等方面的需求,非正交多址接入技术日益受到产业界的重视.从多用户信息论的角度,首先,探讨非正交多址接入与正交多址的理论性能比较及其逼近多用户信道容量界的有效途径;其次,对功率域、星座域、码域3种非正交多址方案的设计原理、信号处理和性能增益进行了深入分析;最后,从网络运营的角度剖析了非正交多址接入技术的应用场景、对系统设计带来的影响和网络后向兼容性等问题.     

混合噪声环境下的CDMA抗多址干扰接收机研究

本文针对混合噪声环境,提出了一种抗多址干扰的非相干同步CDMA接收机,并对其系统结构、算法及特性进行了分析.本文提出的变革传统CDMA结构及算法的方法,使得系统具有抗多址干扰能力,从而使系统的容量极大化.     

角度双重像面全息术研究

本文根据光全息记录的多重性,提出一种新的角度多重像面全息术,实现一次曝光记录全重叠多物像,并在不同的角度分别提取不同的单物信息。文中给出多重像面记录,再现理论及噪声讨论,拍摄得到较为满意的双重像面全息图。     

多小区MIMO系统中干扰对齐算法分析

干扰对齐技术是解决无线通信系统中同频干扰的重要手段,与传统干扰管理方法相比可获得更大的信道复用增益,提高系统容量。基于工程应用实现的考虑,重点研究了多小区MIMO系统中干扰对齐技术的实现,对求闭式解的经典算法和分布式迭代典型算法在系统容量、收敛性等方面的性能进行了分析比较。针对未来Massive MIMO技术的应用,同时仿真分析了算法在空间相关信道下性能,并分析总结了算法的适用情况。仿真结果表明,基于矩阵投影距离的分布式迭代干扰对齐算法综合性能最优,且具有更好的工程适用性。     

量化线性离散码性能分析

文章研究了量化线性离散码的系统模型和性能。通过对线性离散码码字矩阵每一个元素的实部和虚部进行量化,试图找到消耗较少存储资源,并具有与原码字相似比特差错率（Bit Error Rate,BER）的码字。仿真结果表明：这样的码字可以通过对原线性离散码进行量化处理得到。