基于干扰和功率控制的多小区分布式波束成形

在多小区干扰信道中,基于分布式竞争设计,提出两种优化基站发射波束成形矩阵的设计,使每个小区的最差信干噪比最大.一种是基于干扰控制的设计,利用差异化的干扰系数,抑制小区间的干扰,提高系统性能.另一种是基于功率控制的设计,通过调整各基站的发射功率,提高系统性能.这两种设计,都能保持算法的分布式特性,又能有效地提高用户信干噪比.仿真分析表明,基于功率控制的设计在功率大的情况下,性能优于基于干扰控制的设计.     

一种基于内惩罚函数的多小区波束成形算法

本文提出一种利用惩罚函数的分布式波束成形迭代算法,该算法利用当效用函数的梯度为零时的局部最大值的性质。建议算法的收敛性已被证明。仿真结果表明,对比传统算法,建议算法在抑制小区内和小区间干扰方面具有较好的性能,特别是当用户数增加时建议算法具有更高的速率。     

分布式目标下行波束形成

研究了智能天线在下行链路的应用。利用上行链路接收数据,建立分布式目标信道模型。估计移动用户的发射角、扩展角度和发射功率以及下行信道相关矩阵,确定下行链路的波束形成方法。即对频分复用（FDD）系统进行上行相关矩阵变换,构建下行信道协方差矩阵,利用最大合并比准则获得下行链路权值。计算机仿真证实了这种方法的有效性。     

阵列天线波束成形技术在宽带CDMA下行链路中的应用

本文利用自适应天线阵列上行链路信号到达角估计信息,并结合导频辅助下行链路信道矩阵估计值,在前人提出的具有反馈特性的自适应发送阵列原理基础上,提出一种简单可行的宽带CDMA下行链路天线阵列波束成形权重计算方法,并进一步分析了到达角估计误差和信道信息反馈时延对权重计算的影响,最后给出系统误码率性能的计算机仿真结果。     

多小区蜂窝网络波束成形优化策略

为了克服多小区的邻小区干扰问题,该文在多小区蜂窝网络中,研究了多小区多用户下行协同传输技术。该文提出一种联合优化基站和中继的波束成形权重的迭代算法,在基站和中继总功率限制下最大化最差用户接收信干噪比(Signal-to-Interference-and-Noise Ratio, SINR)。该文提出的联合优化波束成形策略,可以应用半正定松弛技术(Semi-Definite Relaxation, SDR)得到有效的解决。仿真表明,在多小区通信系统中,该文提出的迭代算法只需要少量的迭代次数就可以达到近似最优性能,并且在性能和资源消耗之间给出一种折中的传输策略。     

基于博弈论的多基站协作波束成形

为抑制小区间干扰,提出了一种基于博弈论的多基站协作波束成形算法,并将该算法应用于多基站协作通信系统模型。该算法是在已知其他小区策略选择的情况下,最大化自身利益的迭代算法。在此基础上研究了将最大化用户速率问题转化为效用函数优化问题进行求解,然后证明其纳什均衡的存在性和唯一性,最后给出求解纳什均衡的步骤。仿真结果表明,相对于非协作算法,所提算法在期望用户方向上保持较高的增益,同时有效地零陷干扰用户,达到抑制小区间干扰的目的,并且具有很好的收敛性。     

窃听信道下认知多小区中的协同波束赋形算法

小区之间优化变量耦合使多小区联合优化问题为非线性非凸问题,通过约束泄露干扰提出了基于半正定松弛的中心式协同波束成形算法,在此基础上,采用部分对偶分解方法将中心式联合优化问题分解为一组单小区优化问题,提出了一种分布式迭代求解算法。结果表明,所提算法在保证系统安全速率需求和认知干扰约束的条件下实现了系统功耗的降低,此外,分布式算法不仅能降低实现复杂度,而且能达到中心式算法的性能。     

中继辅助MIMO系统中基于有限反馈的分布式波束成形

对协作式中继辅助的多输入多输出通信系统中基于有限反馈的联合波束成形问题进行了研究.首先推导了接收信噪比的下界,并基于该下界建立联合波束成形的数学模型.其次推导了分布式波束成形的最优方案.最后针对该最优方案,设计了一个迭代算法,优化得到分布式波束成形码本,从而分布式中继站的波束成形可基于码本序号的有限反馈来进行.实验结果仿真表明,所设计的联合波束成形码本在反馈开销很小的情况下获得明显的性能增益.     

多小区大规模协同功率分配及波束成形算法

针对大规模多输入单输出的多点协作下行系统,本文主要研究协同波束成形和功率控制,以达到最大化最差用户信干噪比的目的。为了求解原始下行的非凸优化问题,首先将原始优化问题转化成等价的上行优化问题进行求解。尽管在有限系统里可通过迭代算法获得波束矢量和发射功率,但是该算法依赖于瞬时信道信息,功率也需要瞬时更新。为了减少功率更新计算复杂度,本文进一步利用随机矩阵理论,提出了只需要依赖统计信道信息的算法来获得发射功率。数值仿真验证了单基站功率约束下所提算法的有效性以及相对于最大比发送算法的优越性。      

协作式中继增强MIMO通信系统的联合波束成形

本文对协作式中继辅助的多输入多输出(Multiple-input Muhiple-output,MIMO)通信中的联合波束成形问题进行了研究.首先推导了接收信噪比的下界,并基于该下界建立了联合波束成形的数学模型;然后推导了分布式波束成形的最优方案;最后设计了联合优化信源的多天线波束成形和协作式中继的分布式波束成形的算法,从而获得联合波束成形方案.计算机实验仿真表明所提联合波束成形方案获得明显的性能增益.     

多小区分布式发射天线位置优化

在分布式发射天线的多小区环境下,分析了多层同频干扰对小区平均遍历容量及天线位置的影响,给出了分布式天线位置选择与小区平均遍历容量的关系.数值分析和仿真结果表明外围的第一层同频小区干扰能量决定了分布式天线的最佳位置摆放,在半径1000m的小区中,各天线距离小区中心450m附近时,小区的平均遍历容量达到峰值.     

A Low Complexity Downlink Beamforming Scheme for DS-CDMA System

The downlink capacity of frequency division duplex (FDD) based DS-CDMA system can be improved if multielement antenna array is equipped at the base station. In this paper, a novel two-path downlink beamforming (TPDB) scheme is proposed to reduce multiple access interference as well as providing two-order path diversity in downlink. An analysis model is presented for the capacity evaluation of multirate DS-CDMA system with base station antenna array, and the capacity performance of the TPDB is compared with other schemes based on this model. The comparison results show that the TPDB would be a promising candidate for the downlink transmission if both performance and implementation complexity are considered. Moreover, a simple algorithm is proposed for the steering vector estimation in the TPDB, and the robustness of this estimation algorithm in the presence of fading and interference is also confirmed by computer simulations.     

On Downlink Beamforming Methods: Capacity and Error Probability Performance

In space-division multiple access (SDMA), different beamforming or space-domain precoding techniques can be applied. We investigate two different space-domain precoding methods, the maximum capacity (MC) and the minimum mean square error (MMSE) precoders, for the downlink channel. It is shown that the MMSE precoding, which is practically implementable, can provide a reasonable performance in terms of the capacity and error probability, while the MC precoding is not practical (although it is optimum in terms of the capacity). Space-domain precoding methods are also applied to code-division multiple access (CDMA) systems.This work was supported by the HY-SDR Research Center at Hanyang University, Seoul, Korea, under the ITRC Program of MIC, Korea.Jinho Choi was born in Seoul, Korea. He recieved the B.E. degree (magna cum laude) in electronics engineering from Sogang University in 1989 and the M.S.E. and Ph.D. degree in electrical engineering from the Korea Advanced Institute of Science and Technology in 1991 and 1994, respectively. Currently he is a Senior Lecturer in the School of Electrical Engineering and Telecommunications,University of New South Wales, Australia. Dr. Choi received the 1999 Best Paper Award of Signal Processing from EURASIP.Seungwon Choi received the B.S. degree from Hanyang University, Seoul, Korea, in 1980 and the M.S. degree from Seoul National University, Seoul, in 1982, both the electronic engineering. He received the M.S. degree in computer engineering in 1985 and the Ph.D degree in electrical engineering in 1988 from Syracuse University, Syracuse, NY.From 1982 to 1984, he was with LG Electronics Co. Ltd., Seoul, where he helped developed the 8-mm camcorder system. From 1988 to 1989, he was with the Department of Electrical and Computer Engineering, Syracuse University, as an Assistant Professor. In 1989, he joined the Electronics and Telecommunications Research Institute, daejeon, Korea, where he developed the adaptive algorithm for real-time application in secure telephone systems. From 1990 to 1992, he was with yhe Communication Research Laboratory, Tokyo, Japan, as a science and Technology Agency Fellow, developing adaptive antenna array system and adaptive equalizing filters for applications in land-mobile communications. He joined Hanyang University, Seoul, in 1992 as an Assistant Professor. He is a Professor in the School of Electrical and Computer Engineering, Hanyang University. His research interests include digital communications and adaptive signal processing with a recent focus on the real-time implementation of smart antenna system for 3G mobile communication system.     

TD-LTE系统内干扰对小区吞吐量的影响

TD-LTE系统是同频自干扰系统,邻区的同频干扰是主要干扰源,本文通过测试验证在小区边界随邻区负荷增加时上下行干扰抑制能力和小区吞吐量的变化,根据结果研究组网时需要注意的干扰问题。     

TD—SCDMA智能天线与联合检测的结合仿真

智能天线波束赋形技术能很好地抑制小区间干扰,联合检测只能抑制小区内的多址干扰。在TD-SCDMA系统上行链路实现了智能天线波束赋形与联合检测的算法结合,并按照标准3GPP25．996的信道环境做了仿真,加入小区间干扰,仿真结果表明,智能天线与联合检测的结合能同时抑制小区内多址干扰和小区间干扰。     

CDMA系统下行链路容量研究

本文从基本的码分多址(CDMA)理论出发,根据WCDMA系统建立系统模型,从基站发射功率受限和小区间的相互干扰与影响的角度入手,结合计算机仿真,对CDMA系统的下行链路的容量特性作了分析与计算,分析了传播环境、小区半径、切换门限等参数对下行容量的影响,并使用计算机仿真对分析结果作了验证.对比表明,该分析结果与计算机仿真所得结果吻合的较好,可以作为分析、设计CDMA网络的基础.     

TD-SCDMA系统中基于上行参数的下行波束赋形算法

在TD－SCDMA系统中，我们在基站发送端进行波束赋形来提高下行链路的性能。以最优准则－最大信干噪比特征分解算法为例，我们分析基于上行参数进行下行赋形的基本原理，模拟了不同环境下赋形算法的性能，并与全向情况进行比较，得出了相应的结论。     

5G下行CoMP技术研究及测试验证

对于同频干扰严重的重叠覆盖场景,CoMP可提高边缘用户SINR,降低小区间干扰,提高边缘用户的吞吐率.对下行CoMP技术进行介绍,并重点介绍了5G下行CoMP与技术与LTE下行CoMP的主要差异,5G下行CoMP JT的基本原理以及具体的实现流程.针对2种场景,对5G下行CoMP JT技术进行了性能验证及分析.测试结果...