考虑收发机损耗的多小区多用户下行链路波束成形算法

在现有收发机损耗模型基础上以最小化最差用户均方误差或者最小化用户均方误差之和为优化目标,设计一种考虑收发机残留损耗的多小区多用户下行链路波束成形算法。通过将优化问题转化成二阶锥规划的标准形式,并设计分层优化迭代算法来求解原始问题。数值仿真表明,相对于传统收发机的波束成形算法而言,所提算法将极大地减小收发机损耗对系统性能的影响,进而显著提高系统性能。     

卫星通信中数字波束成形关键技术研究

随着通信资源需求多样性的发展,如何才能更好地使通信的资源得到合理和充分的利用,是卫星通信行业发展中要重点思考的问题.数字波束成形技术是卫星通信技术中非常重要的一种技术,它可以对空域的信息进行有效的利用,本文主要探讨卫星通信中数字波束成形技术的关键技术,从而为该技术的合理使用和通信资源的充分利用提供理论上的参考,为推动卫星通信行业的发展提供帮助.     

多小区多用户无线网络下行链路协同波束成形设计

在频率复用的多小区多用户无线网络中,为了获得较好的和速率性能,研究了降低同频干扰的协同波束成形设计问题。博弈论分析结果表明,性能最优的协同波束成形矢量是自私和利他策略的线性组合。提出了一种最大化和速率的波束成形矢量迭代算法,给出了基于信道状态统计量的组合系数的估计方法。最后,仿真评估了波束成形算法的性能,表明了所提迭代算法的收敛性。     

多波束卫星通信功率带宽联合优化算法

在多波束卫星通信系统中,资源利用率受星上能量的限制,提高资源利用率非常重要。为提高星上资源优化的灵活性,在考虑自由空间损耗、天线增益、雨衰和波束间干扰的基础上,提出一种基于不同业务需求和信道条件的多波束卫星通信下行链路功率带宽联合优化算法。该联合优化算法采用二阶差分目标函数,运用拉格朗日对偶理论和次梯度法求得该联合优化问题最优解的下界。仿真结果分析表明,与单独地优化功率和带宽算法相比,该功率带宽联合优化算法可以根据不同的业务需求和信道条件更加灵活地分配系统容量,提高了资源利用率。      

多播传输模式下的卫星通信安全波束成形算法

与地面无线通信系统相比,卫星通信的广域覆盖特性使得信息安全传输问题成为该领域更具挑战性的研究课题.为了提升多播传输模式下卫星通信系统的物理层安全性能,本文针对不同信道状态信息(Channel State In-formation,CSI)研究了两种安全波束成形(Beamforming,BF)算法.在合法用户和窃听者CS...     

基于遗传算法的圆形天线阵波束成形算法

将基于GA(遗传算法)的波束成形算法应用于二维圆形天线阵,研究了算法在解决抑制多个窄角度强干扰问题时的性能;同时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方便地控制解的精度和搜索空间。仿真结果表明,算法可以使得天线阵在主波束对准有用信号的同时,有效地抑制多个强干扰。文中建立的模型适用于卫星通信抗空间恶意干扰问题。     

面向密集多波束组网的卫星通信系统资源调度算法

研究了高动态、资源受限条件下的卫星通信系统资源调度问题.以时间窗口、卫星功耗、信道数量、用户优先级以及任务突发性为约束,建立了卫星资源调度模型.考虑到传统的蚁群优化算法存在初期搜索速度过慢、局部搜索能力较弱以及易陷入局部最优等缺点,提出了以初始解集构造、额外信息素沉积为核心的改进蚁群优化算法,来求解资源调度问题.仿真实...     

下行链路广播信道能效优化鲁棒波束成形算法

针对多天线广播下行链路通信系统,研究了一种鲁棒能效联合波束成形和功率分配算法。首先,鲁棒能效优化问题描述为满足一定功率约束的系统和速率与系统消耗之比的最大化优化问题。其次,利用分数规划理论及用户速率与最小均方误差之间的关系,把所描述的分数规划优化问题转化成参数化多项式优化问题。然后,利用拉格朗日对偶及单调优化理论,提出了一种有效的鲁棒能效优化算法。数值仿真结果表明,相对于传统的非鲁棒能效优化算法,所提鲁棒能效优化算法可获得明显的能效性能增益。      

基于约束多目标免疫算法的多载波卫星通信系统链路支持性优化

毫米波通信系统因为带宽宽和易于小型化的特点被广泛应用于卫星通信中,基于提高多载波卫星毫米波通信系统容量的链路支持性优化面临诸多性能指标权衡的难题,如:降低上行EIRP需求,提高转发器功率利用率,增强链路稳健性等,将多目标优化思想引入到毫米波卫星通信系统的支持性优化模型,提出一种约束多目标免疫算法(Constrained Nondominated Neighbor Immune Algorithm,C-NNIA),并进行了相应的建模、仿真和优化.表明该算法可获得优于传统直接求解(Direct Search,DS)算法和基于单目标可变邻域搜索(Variable Neighbourhood Search,VNS)算法的Pareto最优解,且算法具有更好的约束处理能力、多样性保持能力以及快速收敛特性.最后,通过对最优解集的设计变量以及性能度量参数的统计和分析,获得了具有指导性的设计参考.     

高低轨频率共存卫星通信系统鲁棒波束成形算法研究

针对静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星系统和低轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星系统频率共享时存在的干扰问题,本文基于低轨分布式卫星编队提出了一种鲁棒自适应波束成形算法,从空间域功率隔离角度解决了高低轨卫星通信系统上行链路共用频谱时GEO用户对于LEO卫星共线干扰...     

基于不完美CSI的低轨卫星通信系统鲁棒资源分配算法

为了解决低轨卫星通信系统因资源受限导致的能量与速率不平衡的问题,同时考虑信道不确定性对实际卫星通信系统性能衰退的影响,该文提出一种基于最大化最小能效的鲁棒资源分配算法。首先,考虑每个用户中断速率约束、功率分配系数约束和最大发射功率约束,基于高斯信道不确定性,构建了联合优化卫星波束成形向量与功率分配因子的鲁棒资源分配模型。所描述的问题是一个含参数摄动的非凸、非确定性多项式难问题,很难直接求解。为此,基于丁克尔巴赫、伯恩斯坦不等式、半正定松弛和交替优化等方法将其转化为等价的凸优化问题,并提出一种基于迭代的混合鲁棒波束成形与功率分配算法。仿真结果表明,该文算法具有较好的能效和较强的鲁棒性。     

非理想信道状态下多波束卫星通信的鲁棒安全传输设计

考虑多波束卫星通信中存在多天线窃听用户的场景以及非理想信道状态信息带来的系统安全性能恶化,针对合法信道与窃听信道均不理想的多用户MISOME(Multi Input, Single Output, Multi Eavesdropper)系统,该文基于两种类型的信道误差提出了两种鲁棒安全传输方法。在确定误差模型下,利用发送波束成形以及人工噪声协方差的联合优化设计解决系统最差情况安全速率最大化问题(Worst-Case Secrecy Rate Maximization, WC-SRM)问题,通过推导分析将非凸的WC-SRM问题等价为一个1维搜索问题,而这个等价问题的最优解可通过一系列半定规划(SemiDefinite Program, SDP)问题的求解而得到。在统计误差模型下,为求解中断概率约束安全速率最大化(Outage Probability Constrained Secrecy Rate Maximization, OP-SRM)问题,该文提出一种基于WC-SRM的鲁棒安全设计的可靠近似方案。仿真分析验证了该文所提方法的鲁棒性与有效性。     

基于HLA的卫星通信仿真技术研究

基于HLA的基本概念和逻辑结构,构建了HLA平台下的卫星通信仿真架构,并描述了卫星通信系统中联邦的成员框架和运行流程设计,以及卫星通信的建模设计,基于此设计框架的仿真系统能够对卫星通信链路进行动态仿真,有效模拟出真实的系统运行环境。     

基于效用函数的通信对抗作战能力评估

通信对抗作战能力评估是解决装备实力比较和兵力规划等问题的前提和基础,如何有效描述通信对抗作战能力,是评估问题的关键所在。根据通信对抗作战能力指标不可公度性的特点,利用效用函数对指标进行描述;并通过对聚合模型的讨论,建立评估模型;最后通过实例验证了利用效用函数法进行通信对抗作战能力评估的可行性和合理性。     

基于能量效率的分布式星群下行链路功率分配方法研究

针对多波束卫星通信系统星上资源稀缺和能量利用效率不高的问题,本文提出了分布式星群网络下行链路中兼顾系统功耗和数据速率的功率分配方法,通过合理的资源分配来优化系统的能量效率.首先建立分布式星群功率分配模型,将复杂的分式问题转化为易于求解的减法形式问题,然后基于凸优化理论,提出功耗-数据速率权衡功率分配算法,并讨论了能量效率（energy efficiency）与频谱效率（spectral efficiency）之间的权衡关系.仿真结果验证了提出算法的有效性和EE-SE权衡关系,并分析了电路功耗对系统性能的影响.     

基于车载"动中通"系统的应急通信的组网

车载“动中通“系统是PLMN的补充,是PLMN应急通信能力的提升。本文结合实际研究项目介绍了车载“动中通“系统,并对应急通信组网实现中的链路协议,以及卫星传输时延大等问题进行了分析。     

适用于机载卫星通信的低信噪比载波恢复算法

随着卫星通信技术的不断发展,对低信噪比下的解调技术提出了越来越高的要求,尤其是针对机载平台下的卫星通信系统,需要在极低信噪比条件下进行解调。采用了一种基于载波相位内插的低信噪比解调算法,利用FFT进行频偏估计,然后利用相邻2个帧头的相位估计结果进行内插,得到帧内各符号的载波相位信息,实现载波恢复。仿真和结果表明,帧头长度为32时可以获得较好的解调性能,解调门限附近载波恢复导致的解调损失小于0.3 dB。     

卫星通信系统调制方式的研究

本文从卫星通信的特性出发 ,针对其带限和非线性的信道特性 ,提出了各种PSK调制方式 ,这类调制方式是利用已调信号包络恒定、频谱占有率低以及经由非线性信道而产生的频谱扩展和频率失真小等特点 ,使卫星通信的已调信号和特殊信道达到良好的匹配。本文还对相干载波提取中的锁相环提出了一种改进方法。     

基于自适应基带预失真的高效率发射技术

在Volterra级数系统理论框架下,阐述并分析了自适应基带预失真系统的间接学习结构、记忆多项式行为模型与递归最小二乘算法,针对卫星通信提出了一种基于自适应基带预失真的高功率高效率发射技术.仿真验证了该方法的有效性.     

一种基于信标的移动卫通相控阵波束跟踪算法

提出并实现了一种利用卫星信标信号来实施基于相控阵天线的波束跟踪算法。该方法适用于采用相控阵天线技术的各种卫星"动中通"天线,克服了卫星信标信号强度弱,检测困难的弱点,提高了跟踪信噪比,同时采用了软件无线电方式解调可以提供最大的灵活性。跟踪算法的最大优点是没有任何陀螺仪的辅助,极大地提高了天线在各种极端运动环境下的适应能力。算法最终在自行研制的Ku波段相控阵移动卫星天线系统上获得验证。