CDMA系统下行波束赋形算法

未来的移动通信业务需求将导致下行容量远大于上行容量。在基站端采用智能天线下行波束赋形技术可以解决这一问题。本文系统分析了CDMA系统下行波束赋形的两个主要技术难点,即下行信道协方差矩阵的估计和下行波束赋形算法．并简要介绍了几种下行波束赋形算法。     

TD-LTE系统中基于奇异值分解的高效波束赋形方法

为了克服TD-LTE系统中传统的基于矩阵信道的迭代波束赋形方法复杂度较大且可能不收敛的问题,提出一种基于奇异值分解的高效波束赋形方法.该方法利用系统终端侧仅有2根天线的系统特性,采用基于2×2矩阵特征值分解公式的矩阵信道奇异值分解获得波束赋形天线加权向量;不仅可以直接获得精确的加权向量,而且相对于传统迭代方法大幅降低了复杂度.理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性.     

TDD系统中非完美信道信息条件下双流波束赋形吞吐量分析

在时分双工多天线系统中,由于上行信道估计误差和上下行传输时延,上下行链路信道的互易性并不完美;且终端也存在信道估计误差.针对包含这些因素的非完美信道信息条件下的双流波束赋形,导出了吞吐量准确值及其下界的表达式.分析表明,当下行链路信噪比趋于无穷大时,由终端信道估计误差导致的每一路数据流的吞吐量损失几乎不超过lb 3 b...     

基于有限反馈的机会波束系统

针对目前机会波束系统中存在反馈量过多的问题,提出一种基于有限反馈的机会波束系统.设置反馈门限,当用户的接收信干噪比大于反馈门限时,对信干噪比进行量化,再将量化电平反馈给基站,否则无需进行量化和反馈.以吞吐量最大化为原则设定最佳反馈门限和量化电平,在瑞利块衰落信道中对系统进行仿真,并与传统机会波束系统比较,结果表明,该系统大大降低了反馈量.     

基于3D空间信道模型的3D波束赋形技术研究

移动数据流量爆炸式增长对小区吞吐量提出了更高的要求,同时智能终端的急剧增多,使终端之间的信号干扰越来越严重。传统基站天线阵列下倾角是固定的,波束之间干扰较大。随着有源天线技术的逐渐成熟,通过垂直维度的波束赋形动态改变天线的下倾角已经成为可能。本文通过分析已有的空间信道模型,研究了基于球形坐标系统的空间信道模型的建模方法,为3D动态波束赋形技术评估提供了信道基础;并且在提出的3D信道模型基础上评估了动态调整波束的下倾角可以减少用户之间的干扰,提高小区的吞吐量。     

基于自适应算法的任意阵列波束赋形

基于自适应理论,在满足一定准则的条件下,通过寻求一组合理的权值,可以有效地实现对主波束的赋形和旁瓣电平、零陷点位置及深度的控制。通过算例可以证实这种算法对任意排布的阵列,无论是均匀线阵、非均匀线阵还是平面阵,均能实现良好的波束赋形效果。     

一种利用窄波束成形提高短波信道相干带宽的方法

短波通信信道具有频率选择衰落特性,相干带宽是描述单载波系统平坦衰落信道带宽的重要参数。提高相干带宽有利于系统使用更大的带宽来实现高数据速率传输并且有助于减少接收机的复杂度。该文提出一种利用发射端窄波束成形在空间上将发射能量集中于主路径且抑制其它路径信号来提高短波信道相干带宽的方法,并利用自适应技术来建立及保持点对点之间的窄波束通信。理论研究表明,该方法能有效地提高信道相干带宽。该文以中距离短波通信为例,计算了使用不同发射天线数时的相干带宽值,计算结果证实了该方法的有效性。     

八天线TD-LTE系统的波束赋形算法分析

多天线是天线技术的发展趋势,TD-LTE引入了8发2收的天线配置.基于小间距多天线阵列,利用TDD系统信道互易性,波束赋形技术可以根据上行导频获得信道信息,形成对基带(中频)信号的最佳组合或者分配,补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引入的信号衰落与失真,同时降低同信道用户间的干扰.EBB(Eigen-based Beamforming)算法是波束赋形主要算法之一,该算法中在整个波束空间中,找到使接收信号功率最大的赋形权矢量.通过仿真,对EBB算法在各种应用场景下的性能进行了分析,结果表明八天线EBB波束赋形算法可以正确实现波束合成,在低速或上行信道信息估计误差较小情况下能够明显提高系统性能.     

智能天线自适应波束赋形算法的研究

智能天线作为3G及未来移动通信的核心技术，是当前通信领域的研究热点。阐述了智能天线的基本原理，并对自适应波束赋形算法进行了分类，较为详细地比较和分析了几种算法的特点及其适用条件。基于算法的现状，提出了未来的研究方向。     

基于信道相关统计及有限反馈的多基站协作波束成型

为减少多基站协作波束成形系统中基站间的信息交换量和用户信道信息反馈量,提出一种基站联合利用有限反馈信道参数和信道空间相关矩阵估计信道矢量函数的方法;基于所估计的信道矢量函数,提出一种多基站协作扩展迫零波束成形算法。相比已有的多基站协作波束成形方案,所提算法能在反馈/回程开销和系统性能之间取得更合理的折中,计算仿真验证了所提算法的有效性。     

有限反馈MISO-OFDM系统中最大化容量的波束成形

该文提出了一种在有限反馈条件下多输入单输出正交频分复用(MISO-OFDM)系统中基于最大化容量的波束成形方案。将OFDM符号的所有子载波分成若干簇,从码本中选择能够最大化该簇每个子载波平均容量的码字,作为该簇的波束成形向量。在低信噪比区域,求出了最优波束成形向量的闭合解;鉴于在高信噪比区域无法求出闭合解,基于簇内不同子载波信道频响之间的相关性提出了一种简化的次优算法以降低搜索最优解时的计算复杂度。仿真结果表明,在典型参数设置下,所提方案能够取得比其他已有方案更高的容量和更低的误码率。     

有限反馈MISO-OFDM系统中基于误码率的波束成形

该文提出了一种在有限反馈条件下多入单出正交频分复用(MISO-OFDM)系统中基于误码率的波束成形方案。将OFDM符号的所有子载波分成若干簇,从码本中选择能够最小化该簇每个子载波的平均误码率的码字,作为该簇的波束成形向量。此方案既能降低反馈量,又能取得较低误码率。同时,为避免所提方案中探求最优解时的穷尽搜索,还基于簇内不同子载波信道频响之间的相关性提出了一种简化的次优算法。仿真结果表明,在典型参数设置下,所提方案能够以较低计算复杂度取得比其他已有方案更好的误码率性能。     

On the Secrecy Rate of Limited Feedback Beamforming over Multiple-Input Single-Output Wiretap Channels

The secrecy rate of limited feedback beamforming is studied for a Multiple-Input Single-Output （MISO） wiretap channel with a multi-antenna eavesdropper. We first obtain the secrecy rate of limited feedback beamforming achieved at the legitimate receiver. We then derive a lower bound for the asymptotic secrecy rate in the large system limit, From this bound, we observe a threshold for the ratio of eavesdrop antennas to transmit antennas to obtain a positive secrecy rate. We further show that the secrecy rate loss due to limited feedback decays with the number of feedback bits per transmit antenna.     

时变信道中非理想反馈条件下波束成形的误码率分析

在基于信道信息有限反馈的无线多入单出系统中,发射机可采用简单的波束成形技术实现发射分集增益和阵列增益。已有的相关研究大多包含块衰落信道、准确信道估计或无反馈延迟等理想假设。该文建立了更为实际的Jakes时变信道中存在信道估计误差和反馈延迟的系统模型,分析了方形和矩形正交幅度调制星座图的平均误码率。研究表明：误码率的理论分析和仿真结果完全相符;增加反馈比特数可提高阵列增益,但不能增加分集增益;在慢变信道中,波束成形要显著优于正交空时分组码;误码率受信道估计误差和反馈延迟影响,且对后者尤为敏感。     

一种低快拍情况下稳健的波束形成算法

针对低快拍情况下自适应波束形成器输出方向图存在主峰偏移,副瓣电平较高的问题,该文提出一种低快拍情况下稳健的波束形成算法。算法通过对线性约束最小方差(LCMV)波束形成器的输入信号协方差矩阵进行指数修正,改善了采用协方差矩阵求逆（SMI）算法的LCMV波束形成器输入信号协方差矩阵小特征值在低快拍情况下的发散程度,从而可在减小主峰偏移的同时,有效地解决副瓣电平较高的问题;最后通过分析波束形成器输出信干噪比(SINR)随修正指数变化的情况,给出算法修正指数的取值范围。计算机仿真结果验证了该算法的有效性和优越性。      

基于有限反馈的MIMO系统自适应调制

该文利用信道的特征矢量,将MIMO高斯信道转化成混合信道,结合功率分配给出了自适应调制方案,使系统容量在发射功率和服务质量约束下达到最大。发射端所需的波束成形和功率分配等信息利用有限的比特反馈到发射端。仿真结果表明：在小信噪比的情况下,该自适应调制方案对系统容量有明显改善。     

基于矢量线性运算的自适应球帽差分反馈算法

信道时间相关多输入多输出(MIMO)系统中一种重要有限反馈策略为差分反馈,该文提出一种适用于单用户多输入单输出(SU-MISO)系统的自适应球帽差分反馈算法。首先,运用相邻时刻信道间的扰动规律设计自适应差分反馈策略;其次,不同于现有差分码本的非线性构造方法,提出一种基于矢量伸缩和合成的球帽差分码本算法;最后,联合球帽码本空间分布规律和时间相关信道的统计规律推导出球帽半径计算方法。仿真结果说明,该算法能准确跟踪信道并较现有算法有一定性能提高。     

OFDM系统中信道有限反馈的门限设置研究

基于多用户下行OFDM系统资源分配及有限反馈理论的研究,该文推导了基于门限设置的信道有限反馈的容量及容量损失的数学表达式,并提出了3种信道有限反馈的门限设置方案。这3种方案利用多用户分集,从反馈中断概率、容量损失及反馈效用3个角度来设置门限。数值计算结果表明,通过适当的门限设置,可以在相对较少的容量损失下,较大程度地减少反馈量,使得下行多用户OFDM资源分配算法在实际中可以有效应用。     

基于码本的有限反馈非酉矩阵预编码多用户MIMO系统

该文提出了一种基于码本的有限反馈非酉矩阵预编码下行多用户MIMO系统。该方案根据用户反馈的信道信息SINR在发送端进行调度和预编码来提高系统容量。预编码的码本设计依据格拉斯曼空间装箱原理,并将码本中的向量按其相关性构成非酉矩阵来提高预编码增益和抑制多用户共道干扰。新方案反馈量少、复杂度低,在相同情况下比传统的单用户MIMO系统和基于码本的酉矩阵预编码多用户MIMO系统都具有更好的性能。     

MIMO广播系统中基于有限反馈的多用户选择新算法

在基于有限反馈多输入多输出(MIMO)广播系统的多用户选择研究中,目前已有的用户信噪干扰比(SINR)估计存在较大误差,这使得整个系统的性能受到制约。该文利用推导出的上下界来联合估计用户接收到的有用信号功率,得到了一种误差较小的SINR估计式,并基于该式给出了一种用户选择新算法。仿真结果表明,新的用户选择算法可以在低信噪比和高信噪比下同时达到较优性能,且复杂度较低。