MIMO认知无线电网络中的联合收发波束形成算法研究

利用半正定规划和最小均方误差准则,提出了一种最小化发射功率的MIMO认知波束形成算法,与已有对偶算法相比,降低了发射功率,提高了系统性能。此外,还提出了SINR均衡的波束形成算法,解决了MIMO认知网络中认知用户的均衡通信问题。数值仿真结果表明,新算法在避免对主用户造成干扰的同时,能保证每一个用户的通信质量,均衡SINR水平得到了大幅提升。     

用于MIMO广播信道的带多波束选择的正交随机波束成形算法

本文提出一种基于有限反馈的波束和用户选择方案,在这种方案中,用户端利用一个随机正交码本对其信道方向信息(CDI)进行量化,计算其最大信号与干扰加噪声功率比(SINR),并把这些信息反馈给基站;基站根据接收到的这些反馈信息,按照和容量最大的准则选择出多个正交波束以及相应的多个用户.和sharif等人最近提出的方案相比,我们提出的方案能根据系统参数,如用户数和信噪比(SNR),对选择的波束成形矢量及其对应的用户的数量和集合进行调整,当用户数量较小时,和容量性能得到了很大的提升,同时避免了选择波束成形矢量时的用户冲突,另外,基站也不需要广播波束成形矢量给各个用户.     

一种新型波束赋形算法

为了使智能天线获得最大的处理增益,基于传统的on-off波束赋形算法,提出了一种新型的波束赋形算法。该算法通过利用最速下降法最大化用户数据的SINR,获得入射平面波到达各阵元相对到达参考阵元距离差的最优解,从而极大化目标函数,在此基础上,求取智能天线阵元的最优波束赋形权值。仿真表明,采用论文提出的算法可以大大改善智能天线系统性能。     

多小区蜂窝网络波束成形优化策略

为了克服多小区的邻小区干扰问题,该文在多小区蜂窝网络中,研究了多小区多用户下行协同传输技术。该文提出一种联合优化基站和中继的波束成形权重的迭代算法,在基站和中继总功率限制下最大化最差用户接收信干噪比(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio, SINR)。该文提出的联合优化波束成形策略,可以应用半正定松弛技术(Semi-Definite Relaxation, SDR)得到有效的解决。仿真表明,在多小区通信系统中,该文提出的迭代算法只需要少量的迭代次数就可以达到近似最优性能,并且在性能和资源消耗之间给出一种折中的传输策略。     

基于Laguerre滤波器等价设计的IIR宽带波束形成

常规IIR宽带波束形成器可以获得比FIR宽带波束形成器更好的性能,但其需要多极点的自适应调整过程,存在稳定性无法保证,计算复杂度较高等问题.本文提出一种新的基于IIR滤波器的宽带波束形成算法.该算法基于高阶Laguerre宽带波束形成器,利用双线性变换和函数束方法设计相应的低阶等价IIR宽带波束形成器.仿真实验及理论分析表明,该方法无需常规IIR宽带波束形成器的多极点自适应调整过程,在保证算法稳定性的同时,减少了计算复杂度,并提高了输出信干噪比(SINR).     

基于加权模值的FDA最优频率间隔选取方法

传统频率分集阵列(FDA)在阵元间引入的是固定的频率间隔,并不能使FDA在不同环境下都具有最优的抗干扰性能。文中提出了一种基于加权模值的自适应选取FDA最优频率间隔方法,通过对FDA最优波束形成器的输出信干噪比(SINR)的分析,推导出输出SINR与频率间隔潜在的关系,自适应选取阵列加权最小模值对应的频率间隔,形成单峰值波束方向图,并反馈给发射机,使得输出SINR最大化。理论和仿真结果均证明了FDA通过该方法选取到最优频率间隔后,具有更好的抗主、副瓣干扰性能。     

基于稀疏约束和SRV约束的宽带自适应波束形成

针对传统的宽带MVDR自适应波束形成中,抑制干扰的同时会抬高旁瓣电平,且过多的线性约束会导致波束输出的SINR性能下降的问题,提出了一种基于SRV约束和稀疏约束的低旁瓣、高增益宽带自适应波束形成方法.该方法在窄带MVDR自适应波束形成基础上,通过增加波束图稀疏约束来降低波束的旁瓣电平,同时利用空间响应偏差(SRV)约束将窄带算法推广到宽带MVDR 自适应波束形成中,极大地降低了算法的复杂度,改善了波束输出的SINR 性能.与传统方法相比,该方法在降低宽带波束的旁瓣电平的同时,还具有良好的干扰抑制效果.数值仿真实验验证了该方法的有效性.     

基于博弈论的认知无线电自适应功率控制算法

针对认知无线电环境下的功率控制问题,给出了基于博弈论的非合作功率控制算法,并对其纳什均衡存在性和唯一性进行了证明。在此基础上,针对该算法中部分用户SINR远大于目标值而引起功率浪费的情况,通过一种反馈函数对惩罚因子进行自适应调整。仿真结果表明,与其他分布式算法相比,经过调整后的功率控制算法在保障主用户QoS需求的前提下,能够保证所有用户的输出SINR满足上下限阈值要求,并有效降低认知用户功率消耗,克服远近效应,达到用户公平共享频谱资源的目的。     

LTE系统中的双流波束赋形技术研究

通过洋细分析波束赋形算法及其在LTE系统甲的实现方式,对波束赋形性能以及发射天线数对波束赋形系统性能的影响进行了仿真,仿真结果表明,双流波束赋形适用于小区中心区域SINR高的区域：增加发射天线的数量能够改蓠波束赋形系统的SINR性能,从而提升系统的容量。最后指出了波束赋形技术进一步的研究方向。     

一种用于HAPS WCDMA系统的嵌入式多波束覆盖方案

该文提出了一种用于平流层平台WCDMA系统的固定波束加可控波束天线覆盖方案。该方案根据不同用户分布,在原有固定波束中合理嵌入可控波束,并有效调整嵌入波束的位置和大小,来优化系统容量。仿真结果表明该方案能够有效地提高平流层通信系统容量,节省波束资源,并且在变化的用户分布情况下保持容量的稳定性。该方案的这种优越性尤其体现在通信热点问题的解决中。