LTE下行MIMO模式自适应切换算法

由于用户在各种不同场景下采用不同的MIMO模式可以达到不同的传输效果,为了使用户达到平均吞吐量和频谱效率的最佳要求,提高系统传输率,研究了TDD LTE系统下行MIMO模式切换技术。搭建TDD LTE下行业务控制信道PDSCH仿真平台,对MIMO传输模式进行仿真实验,通过比较不同模式下的误码率和吞吐量的仿真结果,确定切换门限,提出MIMO模式自适应切换算法。在实际应用中,根据这种算法自适应地配置适合的MIMO技术,可以最大限度的提高系统频谱利用率,此方法优于单独采用一种MIMO技术达到的传输效率。     

一种低复杂度的鲁棒自适应波束形成算法

传统基于干扰噪声协方差矩阵（interference-plus-noise covariance matrix,INCM）重构的鲁棒自适应波束形成（robust adaptive beamformer,RAB）算法在多种样本数据协方差矩阵误差和信号导向向量误差的失配环境中具有较强的鲁棒性,但目前主流的INCM重构法都是对信号和干扰的导向向量通过建立凸优化模型来估计,这带来了很高的计算复杂度。为了解决这个问题,提出了一种低复杂度的基于INCM重构的RAB算法。该算法首先将干扰信号的导向向量分解为对应标称项和误差项的和,然后通过一种子空间方法估计得到误差项的单位向量。接下来对一个Capon空间谱功率最大问题进行求解,得到误差项的模值,以此得到重构的INCM。同时利用Capon空间谱中残差噪声的存在,使用交替投影法估计得到期望信号的导向向量,最后得到所提算法的权重向量。仿真实验表明所提算法在多种误差环境下具有较强鲁棒性的同时,还具有较低的计算复杂度。     

无相位反馈的分布式发射波束成形技术研究

分布式发射波束成形技术是实现协作通信的一种有效方式,而分布式发射波束成形面临的主要技术挑战有发射信息共享、载波同步、发射时间同步等。本文针对这些技术挑战利用时分双工系统前后向信道的一致性,提出了一种不需要在节点之间反馈相位控制信息的分布式发射波束成形技术。在此基础上,发射节点和目标节点之间数据传输采用OFDM技术,提出了对每个子载波信号分别进行发射波束成形的实现方法。     

A New Transmit Beamforming Method for Multi-User Communication in Dual-Function Radar-Communication

This paper develops a new transmit beamforming for an integrated mechanical and electrical scanning dual-function radar-communication(DFRC) system. Differing from the related some works using beampattern sidelobe level to communication, we exploit the fact that transmit beamforming weight vector u k in direction θ and weight vector u *k in direction-θ can achieve the same spatial power distribution, and formulate a new transmit beamforming vector design problem accounting for some extra sidelobe level constraints. By doing so, the number of the transmit beamforming weight vectors and the computing demand in the multi-user communication(MUC) scenario can be reduced. Finally, the numerical examples are designed to verify the effectiveness of the proposed design strategy in comparison with the existing method.     

多小区多播无线携能通信鲁棒信干噪比平衡

针对非理想信道多小区多播协作网络中的供能问题,提出了一种鲁棒的无线携能通信优化方案,该方案以最差用户信干噪比最大化为目标、以每用户能量采集和每小区功率为约束,在保证用户能量采集约束和系统功率预算的前提下实现最差用户服务质量最优化.为了求解优化问题,采用半定松弛和S-引理将原始问题转化为拟凸优化问题,进而采用二分迭代算法得到问题的最优解.仿真结果表明,所提系统设计正确,迭代算法收敛特性良好.     

一种新变步长LMS算法及在自适应波束形成中的应用

LMS算法是智能天线自适应波束形成算法中的经典算法,由于其步长固定,造成收敛速度和稳态失调之间的矛盾。为了解决这一问题,提出一种新的变步长LMS算法,并在算法中引入误差信号的自相关估计,大大降低了噪声的干扰,对算法进行仿真,得到了最优的参数设置。利用蒙特卡罗方法对算法进行了性能评估,与传统的LMS算法、NLMS算法相比,新的变步长LMS算法具有更快的收敛速度和较小的稳态误差及优良的抗噪性能。     

宽线性波束形成技术综述

在圆信号的假设条件下,传统的线性波束形成技术仅仅利用了天线阵列观测矢量的协方差矩阵。然而,现代通信领域中的很多人工调制信号具有非圆特性,观测矢量不仅存在协方差矩阵,还存在伪协方差矩阵。宽线性波束形成技术是针对非圆信号环境提出的一类新技术,该类技术通过构造一个包含天线阵列观测矢量及其共轭的扩展观测矢量,建立有利于特定方向信号接收的目标函数及约束,推导出相应的扩展权重矢量。同传统线性波束形成技术相比,宽线性波束形成技术对非圆信号的接收性能有了明显提升,近年来,该类技术成为国内外研究热点之一。本文介绍了圆信号和非圆信号定义,给出了阵列模型并介绍了最小方差无畸变响应波束形成,对各种宽线性波束形成算法进行了综述,并对宽线性波束形成技术的下一步研究方向进行了展望。     

一种基于协方差矩阵重构和EMP的宽带波束形成算法

在宽带波束形成中,若干扰信号从主瓣方向进入,会引起主瓣畸变、旁瓣电平抬高,从而使波束性能严重恶化。为了解决波束形成中的这些问题,研究了一种基于协方差矩阵重构和特征投影预处理（EMP）的宽带波束形成算法。该算法首先通过EMP算法求取阻塞矩阵,对接收信号进行干扰相消预处理阻塞掉主瓣干扰;然后通过相干信号子空间（CSM）方法、协方差矩阵重构求取合理的协方差矩阵;最后进行波束形成。在主瓣干扰、旁瓣干扰同时存在的情况下,该算法能够自适应地阻塞主瓣干扰、抑制旁瓣干扰,解决了存在主瓣干扰情况下宽带波束形成的波形畸变问题。计算机仿真验证了该算法有效性。     

TD-SCDMA系统下行波束赋形技术研究

TD-SCDMA系统最重要的技术特征是智能天线技术,智能天线技术的核心是下行波束赋形。综合考虑了干扰和噪声对移动台的影响,模拟了在不同信道环境下的基于最小均方误差准则的理想波束赋形算法及其实现方法,并对算法进行了性能仿真,分析结论并说明系统性能的改善。     

三维声纳频域波束形成算法的优化及实现

为了对三维声纳频域波束形成算法进行优化,提出了一种算法的优化方法。利用声纳回波信号的位移矢量分解与合成原理,推导出波束强度与相应方向角的数学关系式,进而使算法得到优化,并对优化的波束形成算法进行了仿真。同时,给出了实现此算法的两种数据通路,并对其内存需求量和计算量进行了分析。最终在XilinxISE环境下,在现场实现可编程门阵列(FPGA)上对该两种数据通路进行了仿真,并列出了相应的资源利用情况。优化后的算法不仅可以得到与传统算法相同的波束强度矩阵结果,而且减少了存储相移参数所需的内存空间。