稳健的MIMO雷达发射波形和接收滤波器联合优化设计

针对杂波条件下目标反射信号方向不确定的情况,提出一种稳健的MIMO雷达发射波形和接收滤波器联合优化设计方法.在考虑各阵元发射功率相等的约束条件下,利用发射加权矩阵构造不确定集范围内关于输出信干噪比(SINR)的Maxmin优化模型;在此基础上,利用序列优化、半正定松弛和Charnes-Cooper转换,将非凸的联合优化问题转化为关于发射波形和接收滤波器的凸优化问题进行迭代求解;最后通过随机向量合成方法计算最终发射波形和接收滤波器,并对算法计算复杂度和收敛性给出分析和证明.所提方法在满足阵元发射功率一致的约束条件下,提高了算法稳健性并降低了计算复杂度.仿真实验证明了算法的有效性.     

无人机导航信号的增强及干扰抑制技术

自适应波束形成技术的多天线卫星导航接收机易受高动态干扰影响,导致导航信号接收性能下降,无法为无人机提供可靠的位置信息.提出一种基于最小离差准则的稳健波束形成设计方法,最小离差准则波束形成通过联合信号的各阶统计特征实现对导航信号的接收增强,同时结合最小干扰功率准则展宽波束零陷抑制高动态干扰.稳健最小离差波束形成设计方法可通过求解带有二次约束的优化问题实现.为降低运算复杂度,将二次约束替换为线性约束,并开发快速算法将运算复杂度由标准内点法的O(N3)降至O(NM2).通过计算机仿真,从波束形成器输出波束图、输出信干噪比、算法收敛速度等方面验证了方法的有效性.     

合作博弈下无线传感器网络功率控制策略

无线传感器网络在动态变化的信道和干扰环境工作时,为获得较高的信干噪比,节点会提高发射功率,致使节点间的干扰不断增大,为抵消其带来的消极影响,节点将继续增加发射功率,这将导致网络环境逐渐恶化,同时过多浪费节点能量.针对以上问题,本文提出一种合作博弈下无线传感器网络功率控制策略,为使节点能够更加精准的根据周围环境信息动态调节发射功率,算法引入节点间距离作为干扰权重因子以修正有效干扰模型,进而改进信干噪比模型;基于合作博弈理论将节点信息传输速率和自身剩余能量整合,建立合作博弈下的效用函数,在对不同效用权重因子下的归一化信息传输速率、发射功率方差值、信干噪比和网络效用4种结果进行综合权衡后,得出适当的效用权重因子值,并证明效用函数存在纳什均衡解,通过算法多次迭代后得出使网络效用达到最高时的节点最优发射功率.仿真结果表明,本文算法得出的最优发射功率方差小,算法收敛速度快,网络在节点较低发射功率时即可获得较高的信干噪比,网络生存周期得以延长,实现更高的网络效用.     

一种分布式天线无线通信系统中的功率控制算法

提出了一种基于平均信道增益矩阵的分布式天线无线通信系统下行功率控制算法.该算法根据接收端通过理想信道估计获得的信道状态信息(CSI),对各中心基站经光纤传送的发射功率在其所属各天线单元处进行加权分配,在保证整个覆盖区域内的所有移动台达到平衡的信干比的前提下使各个中心基站的发射功率达到最小.仿真结果表明,与现有的分布式天...     

基于采样数据矩阵和变步长RLS-Kalman算法的空时Rake接收机

提出了一种新的基于采样数据矩阵和变步长RLS－Kalman算法的空时二维Rake接收机，对天线阵列接收信号以码片速率连续进行扩频因子个数采样，构成输入矩阵，经过二维Rake接收机处理后得到输出，自适应算法部分采用时变系统跟踪思想，改造了变步长RLS－Kalman算法，仿真结果表明，二维Rake接收机可以明显提高接收的输出信干噪比，并保留了扩频信号的结构信息，有利于和多用户检测技术的联合。     

面向多用户NOMA-IRS系统的公平性优化

多用户非正交多址接入-智能反射面系统，可通过多天线发射机与智能反射面间“发射-反射”联合波束成形，改善系统的用户接入能力。针对多用户非正交多址接入-智能反射面系统用户公平性问题，尝试在射频链路受限的实际场景中，最大限度提升用户最小接收信干噪比，从而无差别地保证各用户的通信质量。为此，根据射频链路数对用户进行分簇，构建了最大-最小接收信干噪比分式规划问题，此问题的发射波束矢量与反射阵元矩阵在接收信干噪比处高度耦合。因此，提出了一种基于半定松弛与算术几何平均算法，通过在每次迭代中交替优化发射波束矢量与反射阵元矩阵，实现各簇中最小信道容量的最大化。并进一步采用二分搜索算法求解簇内功率分配问题，以提升用户最小接收信干噪比。仿真结果表明，相对于迫零方案，提出方案能够以较低的计算复杂度提升用户最小接收信干噪比，从而改善各用户通信质量；且区别于最大比传输方案，提出方案中用户最小接收信干噪比不会随基站发射功率增加而呈现饱和现象，从而实现各用户通信质量的稳定增长。     

高效宽带数字信道化单比特接收机

针对电子战接收机的高效实现结构及高性能指标要求,提出了一种数字信道化单比特接收机方案.从传统STFT算法结构出发,推导出基于WOLA滤波器组的宽带数字信道化接收机高效结构,利用抽取倍数与信道数目无约束关系,在无需数据内插条件下,将单比特接收技术应用于该结构中,克服了宽带单比特接收机动态范围低和信道化接收机频率分辨率有限的缺点.仿真结果表明,该方案提高了信道化接收机的频率分辨率,且硬件实现效率高,运算复杂度低,瞬时动态范围取决于滤波器形状,能够满足电子战的实时性要求.     

基于位置信息的多用户MIMO下行调度算法

基于移动台的位置信息,提出了基于移动台与基站之间的距离信息的多用户调度算法.针对特定的信道模型,分析了所提出的调度方法所需的吞吐量、反馈开销以及计算复杂度.理论和仿真结果表明：该调度方法所需反馈量明显降低且其所需计算量明显小于基于最大信干噪比的调度方法.     

基于空间调制的天线选择和能效优化算法

空间调制是一种新型的具有低复杂度的多输入多输出通信技术,并成为近年来的研究热点。为了进一步提升空间调制的误比特率性能,该文研究了空间调制中的发射天线选择问题,提出了一种基于信道列向量夹角和范数的低复杂度的发射天线选择算法。该算法能够有效减少矩阵运算,并且不需要考虑差异向量,因此具有极低的计算复杂度,且适用于发射天线数目明显高于接收天线数目的情况。同时,加入了功率修正因子,有效地控制发射信号功率,极大程度地提升了能量效率。仿真结果表明,该算法能够在限制发射功率的前提下,以极低的计算复杂度逼近最优算法的性能。     

基于遗传粒子群优化算法的认知无线电系统功率分配

考虑授权用户的干扰功率阈值和认知用户的信干噪比(Signal to interference plus noise ratio,SINR)要求,提出了一种基于遗传思想的粒子群优化(Genetic particle swarm optimization,GPSO)算法,研究认知用户发射功率最小化的问题。GPSO算法在适应度值计算、速度更新和位置更新阶段引入选择、交叉和变异操作。仿真结果表明,与拉格朗日乘子法和粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法相比,GPSO算法降低了发射功率并获得了更高的SINR。     

一种自适应调制V-BLAST系统的功率受限分配算法

提出了一种自适应调制垂直-贝尔实验室分层空时结构（V-BLAST）系统的低复杂度比特、功率分配算法,满足总平均功率和单根发射天线峰值功率受限条件下使比特率最大化. 该算法可以达到与比特递增分配算法相同的最优分配结果,而计算量大幅度降低. 仿真结果表明,在满足目标误比特率条件下,单天线功率限制会使比特率降低.     

基于特征值准则的可变数目天线选择算法

提出了多输入多输出相关信道下基于特征值准则的可变数目收发天线选择算法,来动态适应相关性不同的无线环境的通信要求.算法根据特征值准则,利用最小特征值和特征值总和之比,来确定选择的发送或接收天线数目,并通过每次循环中选择最大特征值所对应的发送或接收天线实现具体的天线选择;为了进一步降低算法复杂度,还可使用特征值估计来代替特征值分解.算法能够结合链路自适应技术,如自适应调制技术和动态检测算法选择等,来提高数据速率或误码性能.理论分析和仿真结果表明:所提算法能够根据多输入多输出信道的相关特性动态选择天线数目,即使在信道相关性很高时,仍然可以在保证误比特率的前提下,获得与信道相关性较低时几乎相同的数据速率.     

低复杂度的MIMO比特和功率分配方案

提出了一种低复杂度的自适应比特和功率分配算法,在满足系统信息传输速率和误比特率限制的条件下,利用不精确的信道状态信息使多输入多输出系统的发送功率最小化. 首先利用函数部分单调性将非凸最优化问题转化为凸优化问题,然后得到最优化问题在非负实数域内的闭合最优解,并将其调整成离散比特数,从而获得最终的比特和功率分配结果. 仿真结果表明,该算法可以获得与最优的鲁棒贪婪比特和功率分配算法相同的分配结果和功率效率,而计算复杂度大幅度降低.     

Turbo-BLAST系统的分组高斯近似迭代检测算法

给出了一种适用于Turbo-BLAST系统的低复杂度分组高斯近似迭代译码算法.该算法将各天线的发送信号分成两组,将其中一组信号的叠加看作干扰来检测另一组信号.为简化计算,利用随机交织的特点和中心极限定理,将干扰组的信号叠加近似为高斯分布随机变量,然后根据最大后验概率原则计算另一组信号的对数似然比.所提方法不仅可有效降低MIMO检测的计算复杂度,同时其性能也可逼近最优检测算法的性能.     

空时比特交织编码调制系统中的低复杂度检测算法

提出了一种适用于空时比特交织编码调制系统的低复杂度迭代检测算法,利用交织器的随机特性和中心极限定理,将各天线发送信号在接收端的叠加近似为高斯分布的随机变量,避免了矩阵求逆运算,从而可适用于任意根接收天线的情况．在此基础上,利用序列译码原理搜索所有可能的信号向量,计算各天线发送信号的估计值,并利用该估计值计算每个比特的外信息,完成迭代译码．与现有算法相比,新算法可在不损失性能的前提下降低计算复杂度．     

一种基于最大化信干噪比的通信混合信号多通道盲分离算法

对通信混合信号多通道盲分离中噪声放大问题进行了研究。基于最大化信干噪比的思想,提出了一种新的求解分离矩阵的算法。当混合矩阵条件数较大时,该算法能很好地解决由于噪声放大造成的分离性能下降。仿真表明,该算法能有效地降低误码率,提高盲分离性能,具有实际意义。     

基于V-BLAST OFDM系统的天线选择算法

研究了天线选择,提出了一种基于垂直－贝尔实验室分层空时结构(V-BLAST)与正交频分复用(OFDM)相结合的系统的发送天线选择算法,使选用的发送天线组合,对所有子载波的最小信号噪声干扰比（SNIR）最大化,以较好地解决V-BLAST系统检测要求信道的无线环境中有丰富的散射体,否则会严重恶化系统误比特率性能的问题。理论分析和仿真试验证明,应用该算法明显改善了系统的误比特率性能。     

单通道视频编码的可变码率控制方法

为提高实时视频编码的图像质量,提出了一种低复杂度单通道视频编码的可变码率(VBR)控制算法.通过简化经典率失真R-D模型推导得到图像复杂度和空间活动性的线性公式,根据运动估计过程的残差信息计算当前编码图像的复杂度.在编码过程中,动态地改变该公式的参数来适应各种不同的视频场景.利用图像复杂度和编码比特数的线性模型来分配当前图像的目标编码比特数,同时结合先前实际编码比特率和期望比特率之间的偏差调整目标比特数.实验结果表明,该算法可以有效地进行码率控制,对场景复杂度变化有很强的适应性,得到相对平稳的图像质量.与TM5算法相比,平均峰值信噪比(PSNR)提高了0.7～1.0dB.