基于干扰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,提出一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.在竞争设计中加入干扰控制,利用差异化的干扰系数,抑制小区间的干扰,提高系统性能.这种设计,既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,基于干扰控制的设计性能更接近协同设计的性能.     

基于最小化系统功率的多小区蜂窝中继波束成形研究

为了减少小区间干扰给用户通信带来的不利影响,研究了多小区通信系统协作传输技术.提出了一种联合优化多小区基站和中继波束成形权重的迭代优化策略,在用户信干噪比限制下达到了最小化系统总功率的目标.利用半正定放松技术把上述优化问题转化为半正定规划问题,从而通过内点法得到最优解.仿真结果表明,提出的多小区基站和中继波束成形权重的迭代优化策略只需要有限的几次迭代就可达到最优的性能,并给出了在性能与基站天线和中继数目之间的折中,从而利用最少的系统资源,达到降低相邻小区用户干扰,保证用户的正常通信质量的目标.     

一种基于单调优化的多小区分布式波束成形算法

提出了一种基于单调优化的多小区分布式波束成形算法,该算法首先去耦合将集中式全局和速率最大化问题转分布式优化问题,然后通过将目标函数构造为两个递增函数之差,进一步将其转换为单调优化问题.在此基础上,利用Polyblock外逼近法对问题进行了求解.仿真实验结果表明:该算法只需要使用本地信道信息,而收敛速率则更快.     

认知星-地融合无线网络中的波束形成算法研究

研究了认知星-地融合无线网络中的波束形成算法,存在地面窃听用户的卫星无线网络为主网络,地面蜂窝网络为次级网络,二者一起构成频谱共享的认知星-地融合无线网络。在认知星-地融合无线网络中,假设所有节点的信道状态信息完全已知。首先,以系统发射功率最小化为目标函数,卫星主用户的可达安全速率和次级用户的通信速率满足要求为约束条件建立优化问题。其次,利用迫零波束形成算法、门限值替代算法和黄金分割算法分别将原始非凸的优化问题转化为满足凸形式的优化问题,并通过半正定规划方法求解出优化问题的最优解。最后,计算机仿真结果验证了黄金分割算法具有更高的有效性及优越性。     

多小区认知无线电网络中基于非合作博弈的功率控制算法

功率控制技术是认知无线电网络的关键技术之一。本文对多小区认知无线电网络进行分析,建立非合作博弈模型,提出一种新的适用于多小区认知无线电网络基于非合作博弈的功率控制算法,分析指出了该算法存在唯一的纳什均衡,并通过数值仿真分析了该算法的性能,用户可以以相对较低的发射功率获得较高的效用和服务质量,具有一定的实用性。     

基于QRD和SIC检测的多入多出中继网络分布式波束形成方案

摘要：
考虑多天线多中继两跳半双工无线网络,基于AF协议提出了RZF和IRZF MF 2种分布式波束形成方案.在中继节点,前者使用RZF技术进行接收和发射波束形成,后者分别使用IRZF和MF技术进行接收和发射波束形成.仿真结果显示,在瑞利信道下,2种方案与现有的MF RZF方案性能相当;而在莱斯信道下,文中RZF方案性能最优,但需要较高的计算复杂度.相对于除RZF方案的其他方案,IRZF MF实现了系统容量增益,并且其计算复杂度低于RZF方案.
关键词：
多输入多输出; 放大转发中继; 分布式波束形成; 正则化迫零预编码; QR分解
中图分类号： TN 925
文献标志码： A     

基于加权信号泄漏比的多小区协作波束成型算法

为了减小多天线蜂窝通信系统中存在的小区间干扰,提出了基于加权信号泄漏比的多小区协作波束成型算法。该算法利用有用信号的均值对不同用户接收到的泄漏信号功率进行加权,之后各个小区独立设计并使用能够最大化加权信号泄漏比的波束。利用上下行信道的对偶性,得到了最优波束的闭式解。仿真结果表明:在不同的系统调度策略下,提出的基于加权信号泄漏比的多小区协作波束成型算法都可以在不影响用户公平性的基础上提高系统平均吞吐率,同时保持较低的实现复杂度。     

有噪反馈下的分布式波束成形码本设计

分布式波束成形系统需要将目的节点波束成形矢量信息反馈至中继节点,而在实际信道环境下反馈信息可能出现错误,造成目的节点接收信噪比损失.为此研究了有噪反馈下的分布式波束成形系统,提出了一种分析反馈错误影响的方法,给出了反馈错误与接收信噪比的闭合表达式.在此基础上,以最大化信噪比为准则进一步提出了低复杂度的分布式波束成形码本设计方法.仿真结果表明,所设计码本在有噪反馈情况下比矢量量化设计方法具有更强的鲁棒性.     

基于信道状态信息反馈的特征波束形成算法

在多输入多输出通信系统中,为了有效地降低系统的误符号率,提出了一种特征波束形成算法。在假设接收端能准确地完成信道估计,并能及时将信道的互相关矩阵反馈到发射端的基础上,研究了接收和发射均采用多天线的特征波束形成算法,对其性能进行了详细的分析和推导,并在此基础上研究了波束形成与空时块码的结合以提高系统的频谱利用率。计算机仿真结果表明,在接收端采用多根天线相对于单根天线能明显降低系统的误符号率。特征波束形成算法通过同时提供波束形成增益和分集增益位置,有效地提高了系统性能。     

感知无线电网络中考虑节点数据延时的分布式功率控制算法

研究感知无线电网络中分布式功率控制问题.为保证对主用户的干扰低于阈值,提出一种节点本地估计和信息交换的策略,不需要中心控制节点和辅助测量节点.优化目标是在满足数据传输延迟约束条件下最小化节点的发射功率,并证明此功率控制是凸优化问题.基于拉格朗日对偶分解原理,构造了次梯度迭代的分布式算法,并证明了分布式算法的收敛性.计算...     

基于遗传算法的波束追踪和成型

介绍了遗传算法在波束追踪和成型中的应用,着重探讨了该方法在解决追踪连续移动信号的同时抑制固定强干扰的问题。提出了一种改进的二进制编码方法,该方法引入了若干参数用以控制解的精度和搜索空间。特别考虑了算法的收敛性和可靠性。仿真结果表明,该算法可以在跟踪快速移动信号的同时,有效地抑制一个固定强干扰。     

基于特征提取的智能天线波束校正问题研究

基于阵列相关矩阵的特征分解技术，提出了特征值门限提取的智能天线波束校正方法。特征分解得到特征值与对应特征矢量后，通过门限提取，摒弃部分小特征值，使特征谱结构保持良好的稳健性。仿真结果表明：该方法能够有效抑制信号对消，改善旁瓣电平性能，收敛速度优于传统方法，具有良好的波束校正能力。     

基于DDS的数字波束形成技术实验研究

数字波束形成(DBF)技术可以有效减少合成孔径雷达天线体积,提高雷达的分辨率和成像速度。结合实际预研需要,在数字波束形成(DBF)的概念基础上,采用直接数字频率合成技术,运用实验室现有基带信号板,混频器,示波器等设备,设计实验方案,搭建实验链路,验证数字波束形成的工程可实现性。通过实验过程和对实验结果的分析,为在现有技术和设备条件下,合成孔径雷达采用数字波束形成技术进行了可行性验证和技术积累。并根据实验结果进行了可行性分析及工程实现难点分析,为今后的实际工程实现提供了参考方案和设计依据。     

Joint Optimization Strategy for Video Transmission over Distributed Cognitive Radio Networks

A novel joint optimization strategy for the secondary user( SU) was proposed to consider the short-term and long-term video transmissions over distributed cognitive radio networks( DCRNs).Since the long-term video transmission consisted of a series of shortterm transmissions, the optimization problem in the video transmission was a composite optimization process. Firstly,considering some factors like primary user’s( PU’s) collision limitations,non-synchronization between SU and PU,and SU’s limited buffer size, the short-term optimization problem was formulated as a mixed integer non-linear program( MINLP) to minimize the block probability of video packets. Secondly,combining the minimum packet block probability obtained in shortterm optimization and SU’s constraint on hardware complexity,the partially observable Markov decision process( POMDP) framework was proposed to learn PU’s statistic information over DCRNs.Moreover,based on the proposed framework,joint optimization strategy was designed to obtain the minimum packet loss rate in long-term video transmission. Numerical simulation results were provided to demonstrate validity of our strategies.     

认知异构网络中基于非理想频谱感知的凸优化资源分配算法

当前认知异构网络中无线频谱日益紧缺,而传统固定频谱分配模式日益成为限制无线通信性能的重要瓶颈,在非理想频谱感知情况下资源分配的问题尤为突出。为实现非理想频谱感知情况下无线资源的高效分配,提出一种基于认知异构网络的凸优化资源分配算法。该算法首先构建了基于主用户活跃度的用户到达模型,以精确描述认知网络中主用户的频谱使用状态,为认知用户分配资源提供依据;并通过认知异构网络干扰分析构建非理想频谱感知条件下的干扰容限条件,最后通过凸优化算法实现对认知网络中频谱资源的优化分配。仿真结果表明,在非理想频谱感知条件下,该算法能够有效降低系统平均时延,提升认知异构网络的传输速率和系统吞吐量。     

改进的最小方差无畸变响应波束形成方法

提出一种改进的最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成方法,通过调节波束形成的权向量设计中的增强因子来改善其方位分辨力,并且不以牺牲信号与干扰+噪声比增益为代价.仿真结果表明,所提出的方法可以有效改善MVDR波束形成的方位分辨力,且不损失MVDR波束形成的信号与干扰+噪声比增益.     

等截面纵横弯曲梁的分布传递函数法

建立了等截面纵横弯曲梁的分布传递函数求解模型。这种模型可以适应复杂的边界条件和外力情况,表达公式形式简单规范,便于计算机编程处理。对于复杂系统,根据外力和约束的情况,将其分成多个子系统,并依照分布传递函数方法分别对每个子系统进行处理,借助有限元方法,建立整个系统的平衡方程,最后得出问题的解。     

一类时变有向图中的PUSH-SUM分布式对偶平均优化算法

利用push-sum通信协议并结合分布式对偶平均方法,在时变有向图中,讨论了一类带有简单约束集的分布式凸优化问题.首先提出了push-sum分布式对偶平均算法,然后分析了算法的收敛性,并得到了算法的收敛率为■,最后用l_1线性回归问题的数值结果验证了所提出算法的有效性.对比现有的一些结果,所提出的算法能用于求解带约束的分布式优化问题,并且去掉了网络通讯权矩阵是双随机的限制.     

Distributed Estimation for Sensor Networks with Channel Estimation Errors

This paper describes the effect of channel estimation error (CEE) on the performance of distributed estimations of an unknown parameter in a wireless sensor network. Both the classical and Bayesian estimators are derived to mitigate the adverse effects caused by the CEE. Power scheduling among sensors and the power ratio between the training and data transmission at each individual node are optimized by directly minimizing the final average mean squared error to compensate for the CEE. A closed-form power scheduling policy is given for a homogeneous environment, which shows that more than 50% of the power should be allocated to sensor observation transmissions. For an inhomogeneous environment, a multilevel waterfilling type solution is developed for the power scheduling among sensors for only the sum power constraint with a "cave" waterfilling solution for both the sum and individual power constraints. Simulations show that the proposed power scheduling schemes achieve better performance than the equal power scheduling scheme.