基于信道质量干扰比量化准则的有限反馈波束形成

波束形成技术是MIMO无线通信系统的关键技术之一,它能够使系统有效性与可靠性都得到显著地提高,但它需要系统所有在线用户反馈其全部瞬时变化的信道状态信息,这将使拥挤的无线频谱资源更加紧张.为了降低系统所需的反馈量,本文结合LTE系统MIMO下行链路环境,将采用DFT基码本对信道状态信息进行量化,仅需要用户给基站反馈其最优码本索引;同时本文也首次提出基于信道质量干扰比为量化准则的一种新波束形成方案,并给出了质量干扰比的详细计算公式.此量化准则能够兼顾到量化信道的质量信息和子信道之间的互干扰信息,比传统的量化准则更具优良的性能.仿真结果表明,本文提出方案不仅可以明显降低系统反馈量,而且其性能超过随机波束形成,尤其在低信噪比场景下甚至优于特征波束形成的系统性能.理论分析和仿真验证表明本文方案是一种比较好的波束形成方案.     

多用户MISO干扰信道中的安全协同波束成形

针对多用户多输入单输出(MISO, multiple-input single-output)干扰信道中保密信息泄露问题,提出了理想信道状态信息(CSI, channel state information)下的安全协同波束成形(SCB, secure coordinated beamforming)方案和非理想CSI下的顽健安全协同波束成形(RSCB, robust secure coordinated beamforming)方案。对于理想CSI情况,联合设计最优的协同波束成形向量,最大化最小安全速率。采用半定松弛(SDR, semidefinite relaxation)技术和连续的凸估计(SCA, successive convex approximation)算法得到原始非凸问题的局部最优解。进一步,将该框架扩展到信道向量和信道协方差矩阵存在确定误差的情况,提出的RSCB方案能够最大化最差情况的安全速率。仿真结果验证了所提方案的有效性和顽健性。     

多用户波束优化设计在智能天线系统中的应用

本文讨论了智能天线系统中的下行波束形成问题。智能天线可以通过阵列天线技术在同一信道中利用多个波束同时给多个用户发送不同的信号，以提高通信容量和质量。本文提出了蜂窝小区移动通信体制下波束形成的约束模型，并基于该模型利用Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ线阵实现多波束优化设计。理论分析及仿真结果表明，与目前其它方法相比，该方法具有空间分辨力高、计算量小、稳健性好等优点，有较强的实用性。     

双曲结构VFDF雷达干扰宽带多波束形成技术

采用一种高效的双曲结构可变分数延时滤波器（V FD F ）实现了宽带波束形成,可以在不改变滤波器系数的情况下改变波束指向,并采用这种可变分数延时滤波器实现了雷达干扰宽带多波束形成,通过共用子滤波器减小了硬件开销。     

窄带波束信道MIMO系统的容量分析

最近的研究表明,多输入多输出(MIMO)技术在不增加功率和带宽消耗的情况下具有大幅提高无线通信速率的潜力.在传统的MIMO系统(称为天线信道MIMO系统)中,多个接收天线的输出被直接选作多输出信号.提出了波束信道MIMO系统的结构.在波束信道MIMO系统中,多个波束的输出被选作多输出信号.基于阵列方向响应矢量,提出了窄带MIMO信道冲激响应矩阵的仿真算法.基于提出的信道冲激响应矩阵算法,给出了天线信道MIMO系统和波束信道MIMO系统容量极限的分析算法.理论分析和仿真结果都表明:波束信道能够提高信噪比(SNR),降低信道间的互相关性,因此波束信道MIMO系统比天线信道MIMO系统具有更大的容量极限.     

强干扰下的波束形成

提出强干扰条件下等距线阵的波束形成方法。该方法将空间角度映射到数字频率,对阵列方向图的设计就等效于对FIR滤波器的零点设计。在强干扰方向形成零陷可采用零点修改法与零点增加法2种设计方法,由于该2种方法均会使波束主瓣方向略有改变,且对旁瓣的抑制能力有所下降,所以要设计方向图指向正确且对旁瓣电平有要求的方向图时需要进行迭代设计。仿真结果表明,该2种设计方法适用于强干扰条件下弱信号的接收。     

空时编码在莱斯信道下精确成对误码率公式

文中针对研究空时编码误码率的需要,得出了空时编码系统在莱斯信道下新的精确的误码率公式,该式可以看作是把现有的结果从瑞利信道推广到了莱斯信道。     

FDD-CDMA的下行链路的波束形成

本文研究了在智能天线在ＦＤＤ－ＣＤＭＡ中的下行链路的应用，利用上行链路接收数据，估计了下行链路的信道相关矩阵和对其它小区用户的相对干扰总量，给出下行链路的波束形成方法，即在保证一定的有效发送功率的同时，使得对其他小区的用户干扰最小。计算机仿真表明：（在多小区蜂窝ＣＤＭＡ环境中，采用上述方法比仅保证用户方向的最大发送功率，有更小的中断率。     

一种主瓣保形的波束形成新方法

为了保证通信卫星在人为电磁干扰及复杂电磁环境下的正常工作,利用主天线和辅助天线相互配合的思想调整相控阵天线阵元的初始静态权值,通过带有主波束保形的调零算法来对多个干扰实现有效抑制的同时达到波束主瓣保形的目的,即保证在主瓣干扰处准确形成较深的零陷时,主瓣内其他方向上波束方向图与静态方向图尽可能相似。这样可以保证通信时有效地抑制电磁干扰,同时尽量减少对周围服务区域通信质量的影响,并通过仿真验证了这种方法的有效性。     

On the error probability of quasi‐orthogonal space–time block codes

In this paper, we derive the exact pairwise error probabilities (PEPs) of various quasi‐orthogonal space–time block codes (QO‐STBCs) using the moment generating function. By classifying the exact PEPs of QO‐STBCs into three types, we derive the closed‐form expression for each type of PEP. Based on these closed‐form expressions, we obtain the union bounds on the symbol error probability and bit error probability for QPSK modulation. Through simulation, it is shown that these union bounds are quite tight. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Determination of the multi‐slot transmission in Bluetooth systems with the estimation of the channel error probability

Bluetooth is an open specification for a technology to enable short‐range wireless communications that operate in an ad hoc fashion. Bluetooth uses frequency hopping with a slot length of 625 μs. Each slot corresponds to a packet and multi‐slot packets of three or five slots can be transmitted to enhance the transmission efficiency. However, the use of multi‐slot packet may degrade the transmission performance under high channel error probability. Thus, the length of multi‐slot should be adjusted according to the current channel condition. Segmentation and reassembly (SAR) operation of Bluetooth enables the adjustment of the length of multi‐slot. In this paper, we propose an efficient multi‐slot transmission scheme that adaptively determines the optimal length of slots of a packet according to the channel error probability. We first discuss the throughput of a Bluetooth connection as a function of the length of a multi‐slot and the channel error probability. A decision criteria which gives the optimal length of the multi‐slot is presented under the assumption that the channel error probability is known. For the implementation in the real Bluetooth system, the channel error probability is estimated with the maximum likelihood estimator (MLE). A simple decision rule for the optimal multi‐slot length is developed to maximize the throughput. Simulation experiment shows that the proposed decision rule for the multi‐slot transmission effectively provides the maximum throughput under any type of channel error correlation. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

发射天线选择空时分组码的误符号率分析

研究瑞利衰落信道上使用发射天线选择和空时分组编码的多输入多输出系统的误码性能。使用矩生成函数法和Apell超几何函数、Lauricella多变量超几何函数,推导采用相干检测的M进制相移键控(MPSK)和广义矩形M进制正交幅度调制(GR-MQAM)的平均符号错误概率(SEP)的精确闭合表达式。数值计算结果表明:增加发射天线或/和接收天线数可以改善MIMO瑞利衰落上MPSK和GR-MQAM的平均SEP性能。     

雷达之间的干扰及概率计算

两部雷达在天线对准时会产生相互影响,严重时可能出现烧毁接收机前端的现象。本文分析了雷达之间的电磁兼容问题,给出了干扰信号强度的计算方法。研究了各种雷达天线对准概率的计算方法,并给出了计算实例。     

频率选择性高斯干扰信道中的时频联合干扰对齐方案

为了弥补传统干扰对齐方案只在一维域上对齐的不足,提出了一种时频联合干扰对齐方案。通过把频率选择性高斯干扰信道分割成多个并行的高斯干扰信道后引入时频联合干扰对齐矩阵,对这些并行信道在时域和频域同时进行干扰对齐。基于最优化方法,提出了一种计算时频联合干扰对齐矩阵的算法。数值仿真表明该方案和传统干扰对齐方案获得相同性能的条件下,能大幅度地缩短译码延时或减少频带资源的使用,所提方案是传统一维域算法在二维域的扩展,能够提供更加灵活的时频资源分配手段。     

M-WiMAX与WCDMA系统共存问题及M-WiMAX系统子信道分配算法研究

论述了世界微波互用接入（M-WiMAX）系统对和宽带扩频多址接入（WCDMA）系统之间的共同存在问题。为了减少M-WiMAX系统对 WCDMA系统的干扰，我们在M-WiMAX 的基站端使用了自适应发送端波束成形（Transmit Beamforming, TxBF）技术。于此同时，我们提出了相应的邻信道干扰模型以分析TxBF技术在降低邻近信道干扰中的增益。并且，我们提出了一种新型的子信道分配方法用来提高M-WiMAX 系统的数据吞吐率。为了验证提出的算法，我们建立了系统层仿真平台并使用蒙特卡罗仿真的方法来验证本文中提出的算法。     

Performance analysis of cooperative diversity for two-way multi-relay system with channel estimation error

In this work, we consider an amplify-and-forward two-way multi-relay system for wireless communication and investigate the effect of channel estimation error on the error rate performance. With the derivation of effective signal-to-noise ratio at the transceiver and its probability density function, we can get approximate expression for average bit error rate. Simulation results are performed to verify the analytical results.     

Outage probability of cellular mobile radio systems with selective co‐channel interference cancellation receiver in overloaded array environments

This article outlines a general numerical procedure for computing the probability of outage of a cellular mobile radio system that is equipped with a smart antenna to suppress a few strongest co‐channel interferers (CCI) out of a total of N_I active interferers by adaptive null‐steering. Aside from the interference‐limited case, refined outage criterion that either treat receiver noise as CCI or consider a minimum detectable receiver signal threshold are studied. Exact closed‐form expressions for both the basic and refined outage criterion are also derived by assuming that all the CCI signals are subject to Nakagami‐m fading with a positive integer fading severity index. Selected numerical examples are provided to illustrate the application of the theory which includes the investigation into the effects of fade distribution of the CCI signals and traffic loading on the outage probability, and also the study of spectrum utilization efficiency improvement using a selective co‐channel interference nulling (cancellation) technique. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

Nakagami衰落信道下的蜂窝系统性能分析

文中考虑多小区蜂窝系统中小区边缘用户受到来自其他小区间同信道干扰,分析了在Nakagami-m衰落信道下,用户和基站均为单天线时的多小区蜂窝系统性能,以获得干扰信号衰落参数m和干扰基站发射功率对系统性能的影响。采用概率密度函数（PDF）分析法推导了系统中断概率和平均误符号率（ASER）的闭合表达式,并进一步通过数值仿真来分析同信道干扰对系统性能的影响。仿真结果表明,系统的中断概率和ASER的解析曲线均与仿真结果一致,系统性能随着干扰信号衰落参数m和干扰功率的增加而降低。