FDD大规模MIMO系统速率最大化导频信号设计方法

该文针对FDD大规模MIMO下行系统,联合考虑信道空间相关性、信道估计精度和波束成型方案对导频信号设计的影响,以最大化下行遍历可达速率为目标,以系统总功耗为约束,建立关于导频信号矩阵的优化模型。由于原始优化问题的目标函数没有闭合形式表达式,利用大维矩阵理论中确定性等价原理可获得其近解析表达式,从而得到了遍历速率关于导频矩阵的显示表达式。基于此,利用主导理论,推导出了最优导频信号所具有的矩阵结构特征。进而,将原优化问题转换为等价的导频序列功率分配问题,再利用拉格朗日对偶法求解得到了最优导频信号的闭合形式解。通过分析,给出了最优导频序列长度的实际值与最大范围。数值仿真结果验证了所推导的遍历速率解析表达式的精确性和有效性,并对比了所提出的导频方案与传统基于最小均方误差准则导频方案在遍历速率方面的性能增益,以及所使用的导频序列长度差异,同时给出了两种方案在导频信号功率分配时的差异性。      

小区间干扰利用的协作网络窃听传输算法

针对多小区系统上下行业务流同时发送的场景,提出利用相邻小区间干扰的窃听信号来提升多小区的信号质量。为了满足未来无线通信网络的低功耗要求,建立了多小区网络上下行业务流速率约束下,多天线中继总功率最小化的最优预编码设计数学模型,通过对该非凸问题的分析和推导,将其等价转化为二次型约束的二次规划问题(QCQP, Quadratically constrained quadratic program),利用半定松弛方法进行求解。仿真和分析表明,所提最优预编码算法相比传统算法具有更高的性能增益。      

云接入网络中基于容量最大化的射频拉远头选择算法设计

不同于传统的LTE-Advanced网络,云接入网络(C-RAN)通过前程链路将复杂数据处理从射频拉远头(RRH)转移至基带单元池(BBU Pool)。然而,由于C-RAN前程链路容量有限,系统总吞吐量并不一定能显著提升。在本文中,我们通过优化RRHs选择实现吞吐量的最大化。更准确地说,本文在前程容量约束条件下设计了一种选择活动RRHs集的优化算法,以实现系统容量的最大化。此外,本文分别推导了低信噪比（Low SNR）与高信噪比(High SNR)下,选择RRHs数目的渐进最优的闭合表达式。仿真结果表明,比起其他方案,本文所提出的RRH选择方案能够在有限的前程容量限制与任意给定RRHs数量下,有效实现吞吐量的提升。      

基于干扰窃听的单双跳高频谱效率传输方案研究

针对蜂窝网单跳直达和中继协同共存的物理场景,提出了共享信道资源的多信息流同时服务的蜂窝网高频谱效率方案设计,为了解决所提方案存在的流间干扰问题,通过将窃听的干扰作为移动终端的有用信息进行处理,设计了线性的最小均方误差（MMSE）和非线性最小均方误差连续干扰消除的自适应接收机.同时,基站端采用了高信噪比的渐近最优叠加编码方案以均衡两个信息流,而中继站则通过半正定松弛方法和随机优化进行全局优化求解,借助二分法的结构化解决方法,获得有限功率约束下最大化两个信息流可达速率的最优中继波束成型矩阵.最后,通过仿真验证了所提优化方案的有效性及理论推导的正确性.     

多个可重构智能表面辅助的双向通信系统中断概率分析

可重构智能表面(RIS)可以智能地改变无线传播环境来显著提高通信性能,被视为6G的潜在关键技术之一。为了进一步提升RIS辅助通信系统的性能,该文提出一种双向RIS选择方案,通过引入全双工技术和自干扰消除技术,有效提高了系统传输效率。研究了所提方案在瑞利衰落信道下的中断性能,推导了所提系统的中断概率的闭合表达式,得到了系统中断概率与系统中RIS反射单元的数量、RIS个数等系统参数之间的函数关系。最后,蒙特卡罗仿真验证了推导的准确性和所提方案的性能优势。