降低多用户MIMO系统PAPR的广义SLM算法

针对在多用户多输入多输出(multi-user multiple input multiple output, MU-MIMO)系统中, 选择性映射(selected mapping, SLM)算法不适用于分布式用户, 并且边信息无法在用户之间共享的问题,提出一种适用于MU-MIMO系统的广义SLM算法。该算法通过改变相位旋转的作用对象, 将相位旋转进行前置, 来解决SLM引入带来的一系列问题。同时, 分析了在采用等增益传输波束成形的系统中, 使用广义SLM算法时系统的高峰均功率比(peak to average power ratio, PAPR)性能, 验证了该算法的有效性。仿真结果也表明了该算法可以有效降低MU-MIMO系统的PAPR。     

多用户双向AF MIMO中继系统的联合预编码算法

近年,双向放大转发(amplify-and-forward, AF)多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)中继系统中的预编码设计吸引了越来越多研究学者的兴趣。然而,在实际MIMO中继通信系统中,针对双向传输下的系统,对多用户模型进行的研究较少。由此,针对多用户双向AF MIMO中继系统模型,提出了一种联合预编码算法。采用在所有节点功率限制下,以最小和均方误差(minimun sum mean square error, MSMSE)设计准则去求解联合信源、中继和信宿端多用户的非凸优化问题,将最初的非凸优化问题转化成多个子优化问题,并利用半正定规划设计、平方约束二次规划设计以及二阶锥规划设计求解子优化问题。之后通过交替迭代方法进一步求解每个子凸优化问题局部优化值,达到优化所有节点矩阵变量的目的。所提算法较现有的算法,不仅在优化问题方面考虑更全面、更实用,而且实验仿真结果验证,提出的算法在系统和均方误差(sum mean-square-error, SMSE)性能、和速率以及误码率(bit-error rate, BER)上有均有改善。     

FMT与FBMC/OQAM非正交接入波形共存分析及处理

针对滤波多音调制(filtered multi-tone modulation, FMT)和滤波器组多载波/交错正交幅度调制(filterbank-based multicarrier/offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)波形非正交接入共存问题,提出了应用快速卷积方法进行数值化分析的方案。通过快速卷积方法,在相邻的频段同时产生FMT和FBMC/OQAM信号,以快速傅里叶变换粒度调整保护间隔,得到FMT频谱频点的变化值,构建FBMC/OQAM对FMT系统的干扰矩阵,并提出预编码方案优化滤波器过渡带系数消除干扰。仿真实验表明,快速卷积方法能更精确分析波形之间的干扰,通过所提预编码方案, FMT和FBMC/OQAM信号之间可以高效率共存,波形之间的干扰得到有效抑制,受干扰影响的误码率性能得到有效改善。     

基于相关性的FBMC OQAM信号的符号周期盲估计

针对滤波器组多载波(filter bank multi carrier, FBMC)信号的符号周期的盲估计问题,提出了自相关二阶矩和循环自相关算法。首先通过滤波器组多载波的交错正交幅度调制(FBMC offset quadrature amplitude modulation, FBMC OQAM)信号的自相关二阶矩特性,估计出该信号的符号周期;然后根据FBMC OQAM信号的循环自相关在循环频率α=0切面具有离散谱线特征进行符号周期估计;最后对符号周期估计算法进行性能比较。仿真结果表明,在低信噪比下,两种算法均能有效实现FBMC OQAM信号的符号周期估计。     

MIMO雷达稀疏阵列优化设计方法

针对运动平台多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达应用中无法进行规则稀疏布阵, 传统的稀疏阵优化设计方法优化对象单一的问题, 提出一种利用多目标进化算法(multi-objective evolutionary algorithm, MOEA)进行阵列结构优化的方法。将MIMO雷达接收端的收发联合和差波束的旁瓣电平为优化目标, 使系统具有尽可能好的和差波束旁瓣抑制性能。仿真结果表明, 基于Pareto秩排序的MOEA的MIMO雷达稀疏阵优化设计可以使系统多种性能得到提升。     

FBMC/OQAM系统中无边带信息的色散选择性映射方法

色散选择性映射(dispersive selected mapping, DSLM)是降低基于偏移正交幅度调制的滤波器组多载波(filter bank multicarrier with offset quadrature amplitude modulation, FBMC/OQAM)系统峰均比(peak to average power ratio, PAPR)的技术, 但是该方法需要传输额外比特边带信息(side information, SI)。为了抑制FBMC/OQAM系统的PAPR, 提高系统的频谱利用率, 在DSLM的基础上, 提出了一种无边带信息的色散选择性映射(without side information of DSLM, W-DSLM)方法。W-DSLM通过在相位序列中挑选特定的位置, 并插入模值大于1的扩展因子对相位序列进行改进, 然后利用扩展因子与相邻位置的能量差, 在接收端得到最优相位序列, 从而恢复出传输的符号。扩展因子的插入避免了边带信息的传输, 因此能够有效提高系统的频谱效率。仿真结果验证了该方法的有效性。     

去蜂窝大规模MIMO系统功率控制算法

针对移动通信流量需求持续增长的需求, 同时考虑用户接入点选择和下行功率控制, 对去蜂窝大规模多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统的用户体验进行优化。基于最大信号干扰加噪声比, 为每个用户选择有效的服务接入点子集。在此基础上, 针对为不同优先级用户提供不同服务质量的目标, 建立长期功率约束下的下行链路加权功率控制优化问题模型。将该问题转化为凸优化问题, 求解得出一组优化的下行链路功率控制系数。算法经仿真验证, 能将去蜂窝大规模MIMO系统的95%用户频谱效率提升约11倍, 同时有效提升高优先级用户的体验, 对于去蜂窝大规模MIMO系统的研究具有一定参考意义。     

基于改进人工蜂群算法的MIMO雷达稀疏阵列优化

为了提高多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达稀疏阵列性能,提出了一种基于云模型的改进离散人工蜂群算法对MIMO雷达稀疏阵列进行优化。该算法首先对人工蜂群算法进行改进,用云模型替代轮盘赌作为新的选择模型来选择较优蜜源。云模型的随机性和稳定倾向性,能够维持种群的多样性,从而克服了人工蜂群算法易陷入局部最优的问题。为了保证搜索过程中阵元数量保持不变,加入了新的限制条件。仿真实验结果表明,该算法具有良好的性能,能够在保持主瓣宽度不变的情况下,得到更低的旁瓣水平。     

基于虚拟孔径投影的共形阵MIMO雷达发射波形设计

为了克服共形阵天线单元指向互异带来波形旁瓣高的缺点,该文以圆弧阵为例,提出一种基于虚拟孔径投影的共形阵多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)雷达发射波形设计方法。该方法首先对各阵元指向进行精确建模,并通过共形阵虚拟投影方法,获得规则虚拟投影阵列;其次向量化发射信号矩阵,将发射波形设计问题转为发射信号协方差矩阵降秩问题;最后通过log det heuristic 算法获得针对该虚拟阵列波形设计的凸优化数学模型,并利用凸优化工具箱对其求解。仿真结果表明,相较于现有方法,该方法能够对共形阵MIMO雷达设计更低旁瓣的发射波形。     

用混沌序列提高MIMO雷达多目标检测性能

基于混沌相位编码信号在相关性和随机性等方面的良好特性,提出了一种用混沌相位编码信号提高多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达多目标检测性能的方法。取不同初始值代入混沌映射产生不同的混沌序列|通过均匀量化、四相编码得到混沌相位编码波形。通过多脉冲压缩累积有效降低混沌波形的互相关和自相关旁瓣,使得输出结果具有较低的旁瓣峰值,从而提高了MIMO雷达对多目标检测的性能。最后的仿真结果表明了该方法的有效性。     

MC-NOMA增强型反向散射网络中的谱能效率均衡优化

环境信号的不确定性导致不可预测的谱能机会.传输机会和能源供应的缺乏给反向散射通信网络的多址接入设计带来了极大的挑战.本文针对多载波非正交多址接入(multicarrier non-orthogonal multiple ac-cess,MC-NOMA)增强型反向散射网络,提出了一种分阶段优化算法实现均衡调控下的谱能效率...     

基于集中式MIMO雷达的功率带宽联合分配算法

针对集中式多输入多输出雷达对多目标进行跟踪的问题,提出一种基于后验克拉美罗下界的功率和带宽联合分配方法。该方法首先对各目标位置误差的后验克拉美罗下界进行预测,将克拉美罗下界构建为代价函数建立优化模型,从而将资源分配问题转化为求解非凸优化问题;而后运用凸松弛技术和循环最小化算法对该非凸优化问题进行求解;最后通过仿真验证所提算法的有效性。结果表明,与另外3种分配算法相比,所提算法在多种场景下均能有效提高目标跟踪精度。     

降低MIMO-OFDM系统峰均比的分解并行选择映射算法

高峰均功率比(peak-to-average power ratio, PAPR)问题是多输入多输出正交频分复用(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing, MIMO-OFDM)系统实用化的主要障碍之一,针对这一问题提出了一种分解并行选择映射(decomposed concurrent selected mapping, D-CSLM)算法,进一步提高了算法的峰均比性能。所提算法将每根天线上OFDM 符号分解为实部和虚部,分别采用相同的相位因子,在进行逆离散傅里叶变换(inverse discrete Fourier transform, IDFT)之后进行组合,选择使所有天线具有最小平均峰均比的信号进行传输。与原有的并行选择映射算法相比,所提算法具有更大的待选信号范围,峰均比降低性能更好。同时,利用实序列固有的共轭对称特性,使算法的计算复杂度保持不变。仿真结果证明,该算法在保持计算复杂度不变的前提下,显著改善了系统的峰均比性能。     

基于时间反演的上行NOMA系统能效优化算法

为了解决上行非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)系统在多径环境下传输效率较低问题,提出了一种基于时间反演(time reversal,TR)的上行NOMA网络资源分配算法.首先,利用TR技术独特的空时聚焦特性,增大信号的接收强度.其次,考虑用户最小传输速率约束和用户最...     

无码率码在无线传感器网络中的应用研究

传统固定码率通信方案在大规模网络中存在时延和多反馈情况,影响无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)的传输性能。无码率码能够根据信道状态实时改变传输码率,很好地解决这一问题。本文以多源多中继网络模型为基础,设计了基于累积无码率(accumulate rateless, AR)码的分布式协同传输机制,并对传输的广播、转发、译码等阶段进行了阐述和分析。结合使用外信息转移(extrinsic information transfer, EXIT)图和凸优化工具对方案中的AR码度分布进行了联合优化求解。仿真结果和对比分析表明,所提分布式AR码度优化方案,在错误平层上明显优于分布式卢比转换码方案,在译码性能上较现有Raptor方案和AR码单独度分布优化方案分别减小3.7%和1.3%的码率倒数。     

人工噪声辅助物理层安全通信系统峰均比

针对人工噪声辅助的物理层安全通信系统发射信号高峰均比问题,分析了不同发射天线条件下发射信号峰均比的互补累积分布以及峰均比问题对于期望接收机通信性能的影响。在不影响系统安全性能的前提下,提出了一种基于噪声子空间旋转不变特性的峰均比优化算法,采用差分遗传算法得到了噪声子空间旋转角度的近似最优解。同时,为了降低峰均比算法工程实现的计算复杂度,给出了一种部分旋转角度的次优算法。仿真结果表明,本文提出的峰均比降低算法能有效地降低人工噪声辅助的物理层安全通信信号高峰均比特性,从而保证期望接收机的通信性能。     

Joint frequency offset tracking and PAPR reduction algorithm in OFDM systems

This paper presents an algorithm that aims to reduce the peak-to-average power ratio (PAPR) of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) communication systems while maintaining frequency tracking. The algorithm achieves PAPR reduction by applying the complex conjugates of the data symbol obtained from the frequency domain to cancel the phase of the data symbol. A likelihood estimator is used to obtain the sub-carrier phase error due to the residual carrier frequency offset (RCFO) using the same complex conjugates as a pilot signal. Furthermore, a joint time and frequency domain multicarrier phase locked loop (MPLL) is developed to compensate additional frequency offset. Simulation results show that this algorithm is capable of reducing PAPR without impacting the frequency tracking performance.