多点协同系统中的协同波束赋形干扰抑制

为了解决采用波束赋形多小区系统中波束冲突带来的小区间干扰问题,提出了一种基于特征值的协同波束赋形算法. 该算法在各小区用户调度确定的情况下,部分干扰环境较为恶劣的用户要求其服务小区与最强干扰小区协同工作,联合计算在该用户所占用频率上的波束赋形向量. 通过这种多点协同技术可达到抑制干扰、采用相同频率用户的可达速率和最大化的目的. 仿真结果表明,与各小区独立计算波束赋形向量的方法相比,所提算法能有效提升系统性能.     

透镜天线毫米波MIMO系统中基于开关结构的HBF算法

为了解决毫米波大规模多输入多输出（MIMO）通信系统中复杂的硬件成本和能量损耗的问题,提出了单用户系统中基于自适应开关结构的透镜天线阵列波束赋形方案.与传统均匀线性阵列相比,该方案在不显著降低性能的前提下,可降低波束赋形的硬件成本和能量损耗.结合块对角化（BD）迫零算法,将所提出的混合波束赋形（HBF）方案推广到多用户通信系统,同样可获得较高的频谱效率.     

大规模MIMO系统中基于OMP的混合波束赋形方法

为了在大规模多输入多输出（MIMO）系统中实现低开销、低成本的可靠通信,通过基于正交匹配追踪（OMP）算法的混合波束赋形,在低开销硬件限制下,探究了射频链路的数量、模数转换器数量、有限移相器精度的变化对混合波束赋形系统性能的影响,并与理想情况下的数字波束赋形性能进行对比.仿真结果表明,在射频链路中模数转换器数量较少和移相器精度较低时,基于此算法的波束赋形方案能够达到与理想数字波束赋形系统相近的性能指标.     

OFDMA波束赋形中继系统资源分配

针对采用波束赋形技术的正交频分多址接入放大转发中继系统,提出了一种以最大化比例公平因子为目标的资源分配算法. 该算法基于凸优化理论,对功率分配、子载波配对、中继选择和用户选择进行了联合优化. 理论分析和仿真验证结果表明,所提的资源分配算法能以较低的复杂度实现系统资源分配的公平性,并且可以有效利用波束赋形技术,提高系统容量.     

基于干扰对齐和波束赋形的多中继传输机制

针对多中继两跳多输入多输出系统,提出了一种中继传输方案和干扰对齐算法.该方案在发送端和中继间采用发送波束赋形技术,实现频谱的高效利用;中继向接收端转发时,采用干扰对齐技术.给出了一种接收端低计算量的干扰消除算法.仿真结果表明,利用该传输方案,能实现较高的系统容量和能量效率.     

基于PSO算法的RIS-MIMO联合波束成形方案

在可重构智能表面(RIS)辅助的多输入多输出 (MIMO)系统中,为了最大化系统的频谱效率,波束成形需要联合考虑基站的主动波束成形和 RIS 的相移设计。 对此,提出了一种基于改进粒子群(PSO)算法的波束成形方案。首先,利用交替优化思想,将联合波束成形问题分解为基站处的有源波束成形和 RIS 处的相移设计。 然后,利用注水功率分配和改进的 PSO 算法分别对这两个问题进行交替优化求解。 最后,将所提方案推广到实用相移模型的RIS 中。 实验结果表明,所提方案可以有效地解决此波束成形问题,并能大幅提升系统的频谱效率。     

发射波束赋形消除感知用户对主用户干扰算法

针对如何完全消除感知用户对主用户的干扰问题,探讨了如何利用发射端的波束赋形消除感知用户对主用户的干扰。给出了感知网络和主用户网络共存的系统模型和一种最佳波束赋形算法。并对这种最佳波束赋形算法进行了性能仿真,仿真结果表明,该算法较迫零波束赋形算法在性能上更有优势。与经典的迫零波束赋形方法比较,该算法既能消除对主用户的干扰,提高了感知用户自身的性能。     

我国多流波束赋形无线传输技术达到国际领先水平

正电信科学技术研究院针对波束赋形、空间复用技术难题开展攻关,取得了重大成果:发明了基于小间距天线阵列的多天线多流波束赋形技术,通过小间距天线阵列发送多个波束,形成了以空间划分的并行数据流传输,实现了高速数据传输与广覆盖;提出了三维资源调度和联合干扰管理方法,建立了网络级、小区级、用户级分层干扰模型,大幅提升了系统容量;开发了宽带正交频分复用时分双工传输控制与接入技术,多流波束赋形技术在有关国际标准中获得应用。     

下行MIMO系统能效最优的功率分配

为了降低无线通信网耗能而引起的二氧化碳排放量和运营商运营资本,提出了一种下行多输入多输出系统能效最优的功率分配方案.根据实际能耗模型与波束赋形建立了系统能效模型,证明了系统存在唯一的全局最优能效,并且给出了最优能效的闭式解,此解与信道状态信息有关.基于此闭式解形成的功率分配方案可以自适应地完成系统最优能效.仿真结果表明,自适应功率分配方案能增加系统的能效和谱效,增加天线数量和减小小区半径是提高系统能效和谱效的重要手段.     

上行MU-SIMO中高能效联合波束赋形与功率控制

针对上行多用户单入多出系统的能量效率优化问题,建立了最小速率限制下的能量效率优化模型,分析了模型的可行性条件.基于凸逼近和几何规划设计了一种高能效的联合波束赋型与功率控制算法.理论分析证明了算法能快速收敛.仿真结果表明,算法在保证最小速率需求的同时能显著提高能量效率.     

下行NOMA系统中最大化能量效率的功率分配方案

针对多簇且每个簇包含任意用户的下行非正交多址接入（NOMA）系统,提出了一种最大化系统能量效率的功率分配方案.首先推导了满足所有用户连续干扰消除需求的情况下,单个用户及单个簇所需的最低功率,建立最大化系统能量效率的用户间功率分配优化问题,然后采用二分法求解最大化单个簇内能量效率的功率分配优化问题,基于该结论将最大化系统能量效率的用户间功率分配优化问题转换为簇间功率分配优化问题,最后给出了一种迭代的簇间功率分配方案,并根据簇间功率分配的结果为单个用户分配功率.仿真结果表明,所提方案的系统能量效率高于相同场景中的已有方案.     

基于mMIMO的MEC安全节能资源分配方法

移动边缘计算（MEC）系统在恶意用户干扰攻击和窃听的双重威胁下,会带来上行卸载受阻、用户信息泄露、系统能源利用率低等问题.对此,利用物理层安全技术防止窃听,并利用大规模多输入多输出（mMIMO）技术来减少干扰及用户能耗.此外,在时延受限的条件下,通过联合优化用户的卸载决策、发射功率以及卸载速率,实现用户总能耗最小化.针对此非凸的多目标优化问题,首先利用拉格朗日乘数法得到用户卸载数据量的闭合表达式,然后利用迭代算法得到用户最优的发射功率以及最大卸载速率.仿真结果表明,所提出的mMIMO-MEC安全卸载方案在解决干扰和窃听等安全问题的同时,有效地降低了系统的总能耗.     

用于OFDMA系统多小区干扰协调的功率分配算法

提出了一种用于小区间干扰协调的多小区自适应功率分配算法. 该算法利用相邻小区同频子信道间信干比的差异,通过平衡信干比,协调同频子信道上用户的发送功率,保证系统边缘用户性能,减小同频信道干扰,提高无线资源利用率. 仿真结果表明,该算法既可以很好地保证用户公平性,又能充分利用频谱资源以保障系统吞吐量.     

多用户正交频分多址系统扇区间空域干扰协调

针对多用户正交频分多址系统,提出了一种改进的下行空域干扰协调方案,该方案利用最小均方误差预编码来消除扇区间的同频干扰,改善边缘用户性能,并将最大化信号强度与最小化干扰泄露这2个目标函数分离到不同的资源上进行优化,简化了发射预编码矩阵的设计. 系统级仿真结果表明,在发射端获得完整信道状态信息时,空域干扰协调方案可以减轻扇区间干扰,而并不引入扇区总吞吐量的损失. 在码本大小、反馈粒度引起的信道状态信息不完全时,所提方案仍具有很好的性能增益.     

5G大连接场景下混合多址随机接入

为了提高5G系统的终端接入数量,提出了一种混合多址随机接入机制,使终端能够根据预测的信噪比和预定义的切换门限选择正交多址或非正交多址的方式进行随机接入.为了提高干扰消除接收机的性能,在非正交随机接入时采用功率回退的方法保证基站收到不同功率的叠加信号.此外,理论分析了混合多址随机接入的接入性能,并给出了数值仿真结果和实际系统仿真结果.仿真结果表明,与单一正交或非正交多址接入机制相比,混合多址接入大大提高了网络的终端接入数.     

MIMO干扰信道中新的空时编码传输方案

针对3用户的多输入多输出干扰信道,提出了一种新的空时编码传输方案,设计了一种速率为2的空时码字,通过对该码字进行干扰对齐预编码使得后2个接收端接收到的非期望接收码字对齐,然后进行非线性运算消除这2个接收端的非期望接收码字,再通过单向协作链路以及接收端的非线性运算消除另一个接收端的非期望接收码字。与相同场景中的已有方案相比,所提方案在保持相同分集增益的同时,提高了传输效率。仿真结果显示,传输速率相同时,所提方案有较高的可靠性。     

UDN中基于JR-CoMP的分簇和资源分配方案

针对超密集网络（UDN）中的上行干扰问题,提出了一种基于多点协作联合接收（JR-CoMP）的分簇与资源分配方法.首先,将用户和基站进行单频段分簇,将同一小小区的多个边缘用户放在不同的用户簇中,将位于相邻小小区并且距离较近的边缘用户放在同一个用户簇中,根据中心用户到已有基站簇的干扰强度将其归簇;然后,对用户簇进行多重子频段分配,为包含同一个小小区用户的多个簇分配不同的子频段,并且尽量为每个用户簇多分配子频段;最后,以最大化系统总传输速率为目标,采用注水算法为每个用户分配功率.仿真结果显示,所提方案能显著提高频谱效率.     

高码率Turbo-OVCDM的叠加编码构造

为解决Turbo-OVCDM译码复杂度随码率指数增长的问题,提出了一种新的、通用的Turbo-OVCDM编译码方案.该方案包括1)在发送端由2个或多个Turbo-OVCDM低速率码的码字通过直接的叠加编码生成高速率码的码字;2)在接收端通过串行干扰抵消进行译码.与传统的由单个编码矩阵直接构造重叠码分复用方法相比,新方案的译码复杂度大大降低.性能仿真证实了新方案的可行性.     

交织分多址MIMO系统的迭代多用户检测

提出了一种多入多出交织分多址(MIMO-IDMA)系统的迭代多用户检测架构。通过不同的码片级交织序列识别用户,检测器采用新颖的基于均值的软判决多用户检测(SoD)算法。仿真表明,所提出的基于IDMA的SoD检测算法比传统MMSE线性检测算法性能改善约2 dB,优于SoIC算法约1 dB,有较低的误码率和复杂度。     

TDD/CDMA系统交叉时隙干扰的解决方案

针对时分双工/码分多址（TDD/CDMA）系统在动态调整上下行时隙的分配时会产生严重的交叉时隙干扰问题，提出了一种基于隔离区域的移动台间干扰的解决方案。隔离区域由移动台接收到的导频信号差值确定，该隔离区域范围较小，从而交叉时隙容量较大。同时分析了交叉时隙基站间干扰，结果表明,由于基站间传输条件较好，不能完全克服基站间干扰。因此TDD/CDMA系统（如时分同步CDMA(TD-SCDMA)）的动态调整上下行切换点技术仍然很难应用于实际系统中。