多用户认知网络中基于Grassmann流形梯度法的干扰对齐算法

针对多个主用户和多个次用户的MIMO认知网络,本文给出了一种不依赖信道互惠性和不需要前后向链路交替式迭代的干扰对齐方法。对于次用户,首先,通过对其进行编码,建立了消除主次用户间相互干扰后的等效模型。然后,在等效模型的基础上,以最大化总容量为目标函数设计预编码矩阵,并采用基于Grassmann流形上的梯度法对目标函数进行求解得到预编码。最后,在接收端以最大信干噪比准则来设计接收滤波器矩阵。仿真结果显示,在低信噪比时,本文算法与现有典型算法性能相同,而在高信噪比时本文算法性能更优。      

抑制MIMO蜂窝系统中小区间干扰的多基站联合处理研究进展

如何在多小区环境更好地利用MIMO技术,抑制或降低小区间干扰是关键,但是,仅通过单个基站处理无法解决小区间干扰问题.系统总结并探讨了抑制MIMO蜂窝系统中小区间干扰的多基站联合处理算法研究进展,包括MIMO系统中降低小区间干扰的方案总结、多基站联合处理模型、多基站联合处理算法分析、存在问题和研究展望等.这对多小区传输技术的进一步研究具有重要作用,对MIMO技术的实用化具有重要价值,对发展新一代移动通信技术具有重要意义.     

时间反转直扩通信系统及性能分析

时间反转传输技术的空时聚焦特性能够有效地提升通信系统的性能.本文设计了一种将时间反转技术应用于直扩通信系统的方案,并对多径衰落信道下单用户和多用户系统的接收信干噪比、系统容量、误比特率等性能进行了理论分析与仿真验证.理论与仿真结果表明,通过时间反转预处理,直扩通信系统的性能得到了改善,且优于复杂度较高的多通道Rake接收的系统,且多径数目越多,优势越明显.     

利用人工噪声提高合法接收者性能的物理层安全方案

该文研究在采用波束赋形和人工噪声的物理层安全方案中利用人工噪声提高合法接收端性能。发送端根据发送符号和信道系数,判断人工噪声是否对合法接收端的信号检测有益,并针对有益噪声和无益噪声分别设计不同的噪声波束赋形矢量。通过利用有益噪声,在不改变窃听端接收信噪比的条件下,合法接收端的信噪比有较明显的提高。对误比特率和保密容量进行理论分析和仿真,结果显示,与传统的人工噪声方案相比,所提方案可提高合法接收端的性能,改善保密容量。     

MIMO全双工双向通信系统平均保密和速率的优化

研究多入多出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）同时同频全双工双向通信系统中,合法节点在接收信息的同时向对方发送保密信息,并发送零空间人工噪声干扰窃听节点的物理层安全方案的优化问题.针对窃听信道状态信息仅统计分布已知,且存在残余自干扰的情况,首先推导出系统平均保密和速率的闭合表达式,进一步给出其下界.在此基础上,以最大化系统该下界为目标,对两节点的信息信号与人工噪声的功率分配因子、信息信号的功率分配矩阵进行联合优化.采用迭代的方法进行优化,每轮迭代中,先固定前者,优化后者,再固定后者,优化前者.使用DC（Difference of Concave/Convex,DC）规划优化信息信号功率分配矩阵,使用遗传算法优化信息信号与人工噪声的功率分配因子.对所提方案进行了仿真验证,证明理论推导正确,优化算法能有效地提高系统的平均保密和速率.     

一种基于LDPC编码的协作通信方式

采用空间分集的方法可以有效地对抗无线信道中的衰落.由于受到体积、重量、成本等因素的限制,在无线通信系统的用户终端上实现多天线技术较为困难.而在单天线的无线用户间通过协作,共享天线,可以实现虚拟的多天线.低密度奇偶校验(LDPC)编码是一种性能优良的线性分组码,利用其码字内码元间固有的相关性,通过不同的用户发送码字的不同部分,可以实现虚拟的多发送天线,获得发送分集增益,在不增加系统带宽和发射功率、系统复杂度也不会明显增加的情况下能显著地提高系统性能.     

认知网络中D2D全双工通信的速率最大化功率分配算法

针对认知D2D(Device-to-Device)全双工通信网络中,D2D用户共享蜂窝用户上行链路的频谱资源而带来的复杂干扰问题,该文给出了系统传输速率最大化的功率分配方案。该方案首先给出了认知D2D全双工通信模型,并分析了上行链路中基站和D2D用户所受到的干扰以及对应的链路传输速率。其次,提出了一种基于认知无线电系统中最大化D2D用户传输速率的功率分配算法。仿真结果表明,所提算法提高了认知D2D全双工通信网络中上行链路的频谱效率和系统整体传输速率。     

能量收集型高斯窃听信道安全速率的优化

针对无线网络存在安全威胁和能量受限的问题,该文研究了基于ST(Save-then-Transmit)协议的能量收集型高斯窃听信道的安全通信。首先,对系统安全速率最大化进行研究;其次,为进一步提高系统安全速率,给出了协作抗干扰方案,并讨论了该方案提高安全速率的充分必要条件,且提出了该方案下安全速率的迭代优化算法;最后,给出了一种复杂度低的单辅助端的选择方案。仿真结果表明,第1种优化方案明显提高了系统的安全速率;第2种协作抗干扰方案可进一步提高系统的安全速率且收敛速度较快;当原能量收集型高斯窃听信道不能进行安全通信时,协作抗干扰方案可在一定条件下实现安全传输。     

中继网络中不准确信道状态信息下抗多窃听者的物理层安全方案

该文研究存在多个相互勾结的单天线窃听者的多中继传输系统中,采用零空间人工噪声和放大转发的中继波束赋形的物理层安全传输方案。在中继窃听端的信道状态信息不准确的情况下,基于半定规划理论,对中继的波束赋形加权矩阵和人工噪声协方差矩阵进行联合优化,有效减少相互勾结的多个窃听者所获得的信息量,显著提高系统保密容量,是一种具有良好鲁棒性的物理层安全传输方案。仿真结果显示方案具有良好的性能。     

时间反转多用户系统中保密和速率优化的预处理滤波器设计

利用无线信道的特征通过物理层技术实现信息的安全传输是保密通信的一种方式。时间反转传输特有的时空聚焦特性使其具有天然的抗干扰和抗窃听能力,在单发射天线条件下也能获得较好的保密传输性能。该文研究两用户时间反转下行多址安全传输系统中,发送滤波器脉冲响应的优化问题。根据互惠原则将两个发送滤波器的联合优化问题转换为各滤波器的独立优化问题,进一步将其转换为寻找最大特征值及其对应的特征向量的问题,并通过迭代算法进行求解。仿真结果表明,针对保密和速率优化预处理滤波器后,系统的可达保密速率明显优于采用常规时间反转预处理滤波器时的系统和直接传输系统。