存在干扰下的多无人机中继波束形成策略

无人机（Unmanned aerial vehicle, UAV）作为空中中继平台能够快速、方便地建立起一条可靠高效的数据传输链路，在应急通信等领域受到了国内外学者的广泛关注。为提升存在干扰下的基于放大转发的多UAV中继传输系统的通信质量和性能，本文提出了两种波束形成（Beamforming, BF）策略。首先给出地面接收端信干噪比和可达速率的理论表达式；然后分别建立以UAV中继总功率最小化和可达速率最大化为准则的优化问题，推导出了相应的最优BF权向量的解析表达式；最后，计算机仿真验证了所提BF策略的正确性和有效性。     

基于统计信道状态信息的多波束卫星系统安全波束成形设计

由于卫星通信的广域覆盖特性和信道的广播特性,使得通信过程存在被窃听的风险。为增强多窃听场景下多波束卫星通信系统的安全性,在已知统计信道状态信息条件下,本文分别针对总发射功率最小化和安全速率最大化问题,提出了相应的波束成形（Beamforming, BF）方案。首先,以安全速率为约束建立总发射功率最小化问题,通过拉格朗日乘子法推导出最优BF权矢量的解析表达式;然后,以安全速率最大化为准则,分别建立了以总发射功率受限和单波束发射功率受限的优化问题。针对总功率约束下的优化问题,根据广义瑞利商方法求出最优BF权矢量的解析表达式;针对单波束发射功率约束下的优化问题,通过引用辅助变量将非凸优化问题转换为凸优化问题,进而提出了一种基于黄金分割法的BF算法计算出最优BF权矢量。最后,通过计算机仿真验证了所提方案的有效性与正确性,并进一步分析了系统参数对安全性能的影响。与传统的BF方案相比,所提BF方案能更好地抑制窃听过程,从而获得更高的安全性能。