多天线无人机通信系统中的安全波束成形方案

针对第6代移动通信系统中多天线无人机通信下行链路传输系统,在有多个合法用户和单个窃听者的场景以及已知窃听者统计信道状态信息的情况下,提出了2种安全波束成形方案：一种是基于迫零算法的波束成形方案,在系统传输总功率受限条件下最大化系统可达安全速率,得到了波束成形权矢量和功率分配因子的闭合解;另一种是基于增强信漏噪比算法的波束成形方案,采用一种分式规划和交替方向乘子法（ADMM）相结合的迭代算法,实现波束成形权矢量和功率分配因子的设计.仿真结果表明,相比较于迫零算法,基于ADMM的增强信漏噪比算法能够有效地提升系统的安全性能.     

“双(多)基地雷达数字波束形成器”通过技术鉴定

由丁鹭飞教授等所承担的”双(多)基地雷达数字波束形成器”课题日前通过了机电部电了科学研究院主持的技术鉴定。“双(多)基地雷达数字波束形成器”是“七五”军事电子预研项目“双(多)基地雷达体制研     

双（多）基地雷达的探测范围和定位精度的分析

双(多)基地雷达体制在“四抗”性能上具有单基地雷达无法比拟的优点,其定位精度与探测范围等主要战术技术参数与常规雷达有很大不同,影响它的因素是相当复杂的。在探测范围分析中,文中推导出了它的计算公式;在定位精度分析中,考虑了目标从不同方向进入系统探测区时,其定位精度曲线,并提出改善定位精度的方法,值得注意的是:当目标进入基线附近时,其定位精度变差,此时正是雷达系统呈现较大的双基角β,发现目标的概率变大。因此,对隐身目标就有发现目标与测量精度的矛盾存在,这是双(多)基地雷达的一个突出的、值得重视的问题。     

多站雷达功率分配自修正凸松弛算法

为了在发射功率有限的情况下提高雷达性能,提出了一种用于多站分布式雷达对目标定位时采用的功率分配算法．首先给出了多站雷达对目标定位时误差的克拉美罗下界,并将其作为代价函数进行功率优化分配;其次,将目前流行的凸松弛算法加以改进,通过对凸松弛参数的自修正减少凸松弛算法引入的额外误差,并逼近最优结果,充分利用了有限的多站雷达系统发射资源;最后,仿真结果验证了所提算法的有效性．     

用导航卫星作为辐射源的双(多)基地雷达系统可行性研究

简要介绍了基于外辐射源的无源探测雷达的工作原理；在深入研究非合作式双（多）基地雷达的工作原理的基础上，结合对空中目标，尤其是隐身目标进行探测的要求，提出了一种基于导航卫星信号的星地双（多）基地雷达系统，对导航卫星信号用于外辐射源进行目标探测的可行性进行了分析；研究了系统的工作原理、探测性能，并对系统功能实现的难题进行了分析。     

基于互信息理论的MIMO天波超视距雷达波形优化方法

多输入多输出（MIMO）天波超视距雷达（OTHR）技术在雷达发射端发射低增益宽波束,在接收端进行波束形成得到高增益的窄波束,可以满足多层电离层探测和杂波抑制的需求。该文将两层电离层结构应用到MIMO-OTHR中,并针对OTHR杂噪比（CNR）比较高的特点,提出一种互信息理论方法对发射波形进行自适应优化。仿真结果表明该方法明显提升了目标距离分辨率和检测概率,说明在MIMO-OTHR中,经过合理的波形优化,可以利用多径回波改善雷达系统性能。     

双向多天线中继系统中安全速率受限的功率最小化

针对双向多天线中继系统中存在多个单天线窃听者的场景,在保证两个源节点安全速率情况下,提出了两种中继节点发送功率最小化方案：人工噪声辅助的波束成形（artificial noise aided beamforming, ANAB）方案和零空间波束成形（null space beamforming, NSB）方案。ANAB采用半定松弛（semidefinite relaxation, SDR）技术和连续的凸估计（successive convex approximation, SCA）算法,得到局部最优的波束成形和人工噪声协方差矩阵。考虑到中继节点的天线个数大于窃听节点个数,设计了低复杂度NSB方案,在等效窃听信道矩阵的零空间中发送保密信息,通过求解一个SDP问题得到波束成形解。仿真结果表明,所提的安全发送方法可以有效地降低中继节点的发送功率。     

平面相控阵脉冲压缩的雷达气象方程

在低发射功率条件下,相控阵多普勒天气雷达为了增加探测距离和提高分辨率,需要采用脉冲压缩技术.由于采用相控阵技术,波束扫描过程中,在平面阵非法线方向上会产生波束展宽,引起波束内功率下降,需要在计算雷达气象方程时弥补功率下降的误差.平面相控阵天气雷达在探测远距离目标时,使用宽脉冲发射,经脉冲压缩处理以提高分辨率,因此需要建立适用的雷达气象方程.首先讨论了脉冲压缩低峰值功率的平面相控阵多普勒天气雷达的结构、线性调频脉冲压缩的距离（多普勒测量）、调频波形的耦合问题以及目标距离的测量;然后给出了适用于脉冲压缩的平面相控阵雷达气象方程,此方程同时也适用于一维线性阵的脉冲压缩的天气雷达.     

有限反馈多用户MIMO-OFDMA下行链路预编码

提出了包括波束成形、功率分配和自适应调制的多用户MIMO-OFDMA系统下行链路预编码方案.利用格拉斯曼空间装箱原理预先构建波束成形矢量的码本,在接收端确定最优波束成形矢量并利用有限个比特反馈其索引到发射端.在发射端利用“贪婪算法”进行功率分配和自适应调制.与现有预编码方案相比能够大大减少反馈数据量.     

基于波束数量控制的多波束干扰资源调度研究

针对多波束地对空雷达干扰系统同时干扰多目标的资源分配问题,首先采用多属性决策方法建立了目标威胁等级评估模型;然后,建立了以发现概率下降程度为指标的干扰效果评估模型;最后,建立了可自适应调整波束数量的资源分配模型,并利用遗传算法进行了仿真验证.仿真结果表明,该方法可充分利用干扰资源,发挥多波束干扰系统的优势,获得最大干扰效益.     

超密集网络中非合作博弈的功率分配算法

为了抑制超密集网络中小小区基站的密集化部署带来的干扰,并提高系统的吞吐量,本文研究了频谱共享超密集网络中的功率分配策略.首先,针对非凸的系统和速率最大化问题,采用非合作博弈模型将其转化为每个用户效益函数最大化的凸子问题,并通过设计一种动态定价使得非合作博弈模型的纳什均衡点（NE）是原优化问题的驻点.其次,为了保证宏小区用户的服务质量（QoS）,模型中引入了干扰功率约束条件来抑制宏小区受到的干扰.最后,在此非合作博弈论框架下,设计了一种迭代式的基于全局信息的功率分配算法.每次迭代通过求解KKT条件获得每个用户的最优发射功率,通过理论推导证明了迭代算法可收敛到博弈模型的NE.此外,为了减少迭代算法的信令开销、提高资源利用率,还提出了一种基于局部信息的功率分配算法.仿真结果表明,所提出的基于全局信息的功率分配算法比对比方法具有更好的传输性能,所提出的基于局部信息的功率分配算法在保证较好的传输性能的前提下有效地减少了信令开销.     

Two-layered game-theoretic based resource allocation in femtocell networks

In orthogonal frequency division multiple access(OFDMA) based femtocell networks, to improve the spectrum efficiency and avoid the interference from the femtocell user equipment(FUE) to macrocell user equipment(MUE) and other femtocell users equipments(FUEs), the joint power control and subcarrier selection distributed algorithm is proposed. In the framework of the two-layered game, the proposed distributed algorithm, which is based on the pricing mechanism and the dynamic replication scheme, can effectively suppress the interference from the FUE to other users and select the optimal subcarrier by the alternate iterations of the non-cooperative game and evolutionary game. Simulation results show that the proposed algorithm can converge to the Nash equilibrium(NE) of the two-layered game.     

WRAN多小区上行链路信道与功率的联合分配

首先分析了无线区域网中无线麦克风与认知用户之间的共存问题,建立了新的无线麦克风与认知用户之间的共存模型．在此基础上,将无线区域网中多小区上行链路的信道和功率联合分配建模为势博弈,建立了每个认知用户的效用函数和系统的效用函数,并给出了数学证明．算法在执行过程中,各认知用户依据最优反应原则更新自己的策略．相比暴力搜索算法,该算法的复杂度很低．仿真结果验证了该算法的收敛性和正确性．     

MIMO系统中连续博弈RRM算法

提出一种基于博弈论的连续博弈无线资源管理算法,将博弈论数学模型应用于多输入-多输出系统无线资源管理中,把其中的参数映射为博弈论数学模型中的“局中人”,将参数变化描述为“局中人”博弈过程.在仿真中,比较该算法与传统联合波束成形及功率控制算法.仿真结果表明,该算法在节省发射功率的同时,可提高输出信干噪比,达到两者最佳均衡.同时可有效克服期望的导引矢量和实际的导引矢量不匹配问题,使天线能准确对准期望用户方向,并能抑制干扰方向的信号,起到“零陷”作用.     

基于非合作博弈的中继网络分布式资源分配

提出一种可应用于正交频分复用多址(OFDMA)中继网络的分布式资源分配算法. 基于将模型描述为基站与中继的非合作功率分配博弈(RNCPAG), 设计出2种效用函数, 并以最大化效用函数为准则, 证明在总功率受限的约束下, 该算法存在并收敛于唯一的纳什均衡点. 研究表明, 同传统的平均功率分配算法相比, 分布式博弈算法以牺牲少量的迭代步数为代价, 获得更高的系统容量和资源效率.     

基于加权准则的雷达博弈波形设计

在复杂的实战环境中,雷达的先验信息具有很大的不确定性,且由于干扰更加智能化,导致实战中雷达的探测性能再度降低。为提高电子战雷达的探测性能,提出了一种基于互信息与信干噪比加权准则的雷达博弈波形设计方法。首先建立了互信息和信干噪比的加权准则,然后设计相应的雷达与干扰博弈模型,最后提出最大边缘重分配算法以解决重复博弈困境,精炼纳什均衡。仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于博弈论的交叉优化公平调度算法

针对大多数文献仅仅是分别优化多输入多输出系统(MIMO)链路级性能或是仅仅单纯在系统级进行调度,提出了一种基于博弈论的交叉优化公平调度算法,将系统级的调度策略和链路级的物理层优化相结合,并且采用基于博弈论的功率分配算法调整各天线上每个用户的功率分配.仿真结果表明,该算法不但在系统级为每个用户提供了公平的调度机会,而且充分利用MIMO系统的空间复用技术以及天线匹配技术实现了系统级和链路级的交叉优化,并且采用基于博弈论的功率分配方法,有效地克服了不同天线上不同用户之间的相互干扰动态变化的问题,不会造成用户干扰之间的交互循环,提高了系统容量.     

A distributed normalized Nash equilibrium seeking algorithm for power allocation among micro-grids

In this paper, a power allocation problem based on the Cournot game and generalized Nash game is proposed. After integrating dynamic average consensus algorithm and distributed projection neural network through singular perturbation systems, a normalized Nash equilibrium seeking algorithm is presented to solve the proposed power allocation problem in a distributed way.Combine Lyapunov stability with the singular perturbation analysis, the convergence of the proposed algorithm is analyzed. A simulation on IEEE 118-bus confirms that the proposed distributed algorithm can adjust the power allocation according to different situations, while keeping the optimal solution within the feasible set.     

MIMO-OFDM网络中功率控制与波束赋形联合优化

针对多输入多输出（MIMO）-正交频分复用（OFDM）系统,提出了功率控制与波束赋形的联合优化算法,采用更加符合实际系统的干扰模型,将节能问题建模为功率控制与波束赋形的联合优化问题.为了求解上述非凸问题,基于上下行对偶原理和标准干扰函数理论,提出一种两阶段解决方案,并给出相应的理论证明该方案的收敛性.仿真结果表明,所提算法在多天线场景下相对于现有算法有更快的收敛速率,与传统的波束赋形方案相比,具有更低的能耗.     

OFDMA网络比例公平性的中继资源分配

在中继协作正交频分多址（OFDMA/Relay）系统中,应用协作博弈论提出一种比例公平性的多用户中继资源（子载波和功率）分配方案.定义了用户基于比特传输速率的效用函数,并建立中继资源分配的协作博弈模型.求解此博弈的纳什议价解（NBS）具有较高的计算复杂度,为此,提出一种快速子载波与功率联合分配算法,即：先进行固定发射功率的最优子载波分配,再进行最优的发射功率分配,最终通过上述迭代方式获得联合资源分配的NBS.仿真试验表明：与已有的OFDMA/Relay系统资源分配算法相比,所提出的NBS求解算法能够在提高系统频谱资源利用率的同时,对用户进行更为公平的中继资源分配.