异构网中大规模MIMO场景下波束赋形设计

近年来,人们对于无线通信系统的数据传输速率的需求越来越大.大规模多输入多输出技术(MIMO)与小小区技术是能够满足人们高速增长的无线通信需求的关键技术.研究在一个异构网中的波束赋形问题,其中宏小区基站的配置为Massive MIMO,同时宏小区中包含小小区.在这样的场景下,宏基站配置大量天线,小小区基站配置少数天线,用户配置单天线.研究在这样的场景下,通过波束赋形设计,最大化所有用户的传输速率.该问题的目标函数是一个非凸的问题.通过运用半正定松弛(SDR)方法以及基于泰勒展开的一阶近似方法,将原问题转化为一个凸的近似问题,然后运用迭代方法求解.仿真结果证明,方案可以有效地提高包含Massive MIMO的异构网场景下的系统吞吐率以及能量效率.     

基于线性神经网络的物理层安全波束赋形方案

对物理层安全传输中的安全波束赋形技术进行研究,提出一种新的波束赋形方案。在多输入单输出系统中,将信道估计、信道状态信息反馈、波束赋形设计3个过程合并为一个利用线性神经网络的反向训练过程。利用信道的互易性,由单天线合法接收端发送训练序列,通过神经网络训练得到多天线的发送方保密信号和人工噪声波束赋形的权值。对误比特率和保密容量进行仿真,表明该权值训练方法可行且有效,方案的安全性能非常接近理想信道状态信息条件下的常规安全方案的性能。相比较常规方案,所提方案复杂度显著降低。     

不同无线场景下多用户MIMO-OFDM技术的性能仿真与分析

以IMT-Advanced信道模型为基础,针对多用户MIMO-OFDM技术中的空间复用、空间分集和波束赋形及结合有限反馈的波束赋形等关键技术,研究了多用户MIMO-OFDM技术在不同无线场景下的误码性能。仿真结果表明,采用空间分集技术时系统性能最佳;采用波束赋形技术的系统性能显著优于空间复用;基于有限反馈的波束赋形技术能进一步降低LTE-Advanced系统的误码率。     

基于伍德沃德-劳森抽样方法的阵列平顶波束综合

为获得高增益和强方向性,阵列天线应运而生,波束赋形技术在降低阵列副瓣电平、扩大阵列角度覆盖范围、抑制干扰等方面具有重要意义。其中,具有平顶形状波束的天线可辐射具有相同增益的波束,实现宽角度覆盖,且伍德沃德-劳森抽样具有方法简单、抽样点少、运算速度快的优势。因此,本文运用伍德沃德-劳森抽样方法对均匀直线阵列进行平顶波束赋形。通过计算抽样点数和抽样点位置,得到激励系数,确定阵元位置,计算出激励电流,从而求得各单元的电流分布,计算出阵列的方向图函数,利用MATLAB编程绘制方向图,并分析其基本特性,同时用控制变量法分析不同参数变化对方向图基本特性的影响。研究结果表明：综合的线阵单元数越多,抽样点就越多,综合得到的方向图就越接近预期,综合后方向图主瓣范围内的波纹起伏越小,副瓣电平越低。此外,定向辐射的平顶波束赋形天线在点对多点的无线通信中发挥着重要作用,也可以应用在车载和机载防撞天线、自动驾驶和飞行器等安全控制中心的核心组件中,市场前景广阔。     

一种阵列天线的波束赋形设计

对俯仰面波束需要赋形的阵列天线进行了分析和设计。采用数值方法对阵列天线的方向图进行了综合,将平均偏差用于目标函数的构造之中,同时结合工程实际,给出了约束条件。通过优化目标函数,得到所需的单元馈电电流。天线的实测方向图完全符合赋形波束的要求,表明该设计方法是可行的。     

超低副瓣波导缝隙阵列天线系统

超低副瓣天线是雷达系统的重要部件,天线体制和指标在很大程度上决定了雷达的整体性能.文章讨论了一种可用于三坐标雷达的超低副瓣天线系统,该系统由窄边缝隙波导线源在垂直方向组阵,发射采用相位加权技术实现垂直面赋形波束覆盖,接收采用DBF体制;并给出了相应的测试结果.     

MU-MISO场景下最优化和速率的波束赋形

研究了在一个多用户的下行网络中,基于完美信道状态信息(CSI)的波束赋形设计问题.在该场景下,基站配备多天线,每一个用户为单天线.基站将采用发送波束赋形与用户进行通信.考虑在发送总功率受限的情况下,最大化所有用户的和速率.由于目标函数形式复杂并且是非凸的,导致求解困难.为此,提出了一种基于迫零准则的波束赋形方案.该方案将原问题分解为两个子问题,分别求解.仿真结果表明:相比于传统的基于SLNR的波束赋形方案,所提的方案的性能更好.     

一种下行波束赋形与功率控制联合优化的新算法

在无线蜂窝系统中 ,当采用下行波束赋形技术时 ,所有用户所接收到的信号必须满足给定的信噪干扰比。由于信噪干扰比的大小与天线的辐射方向图有关 ,故平常所用的技术 (如空间相关矩阵特征值分解技术 )都必须再加以额外的功率控制。提出了一种新的下行波束赋形与功率控制的联合优化算法 ,这种算法不但能够调整权系数以使所有用户具有相同的信噪干扰比 ,而且可以使用户的功率辐射最小     

一种下行波束赋形与功率控制联合优化的新算法

在无线蜂窝系统中，当采用下行波束赋形技术时，所有用户所接收到的信号必须满足给定的信噪干扰比。由于信噪干扰比的大小与天线的辐射方向图有关，故平常所用的技术（如空间相关矩阵特征值分解技术）都必须再加以额外的功率控制。提出了一种新的下行波束赋形与功率控制的联合优化算法，这种算法不但能够调整权系数以使所有用户具有相同的信噪干扰比，而且可以使用户的功率辐射最小。     

毫米波大规模MIMO系统混合波束赋形技术综述

针对毫米波通信中混合波束赋形技术，描述了毫米波传输特性及信道模型，概述了大规模毫米波 MIMO混合波束赋形系统及其数学模型，并在此基础上综述了混合波束赋形传输方案，介绍了毫米波波束对齐的2种可行方案，最后展望并预测了毫米波通信与其他技术融合的几种典型应用场景及未来的研究热点.     

柱面共形阵列天线WSF算法DOA估计性能分析

天线是无线电通信及探测系统的重要组成部分,在未来航天飞行器、移动通信以及声纳领域中,共形阵列天线的广泛应用将极大地提高系统的整体性能。在建立三维柱面共形阵列天线导向矢量数学模型的基础上,将经典高分辨DOA(Direction Of Arrival)估计方法——WSF(Weighted Subspace Fitting)算法应用到柱面共形阵列天线中,并详细分析推导WSF算法在柱面共形阵列天线中的估计方差和克拉美-罗界(Cramer-Rao Bound,CRB),通过计算机仿真实验分析了WSF算法在柱面共形阵列天线中的估计效果,给出了WSF算法在柱面共形阵列天线中DOA估计性能的评估。实验表明WSF算法的DOA估计方差随着信噪比和阵元个数的增加逐渐达到CRB。     

智能天线中的波束形成算法

首先介绍了智能天线的发展和研究现状，智能天线能够自适应地跟踪用户信号，抑制干扰，增加通信容量，提高频谱复用率，在第三代移动通信系统中占有重要地位.作为智能天线的核心技术之一，波束形成算法引起了众多学者的广泛关注。着重讨论了智能天线中波束形成的各种算法，根据算法对信号处理方式的不同，把它分为三大类,并对其中比较典型的算法进行了讨论。最后，对波束形成算法中的一类比较重要的盲波束形成算法进行了分类介绍。     

基于软件无线电的智能天线技术

智能天线是第三代移动通信中的重要技术 ,也是当今电信十大热门技术之一 ,它是在软件无线电基础上提出的天线设计新概念 ,是数字多波束形成技术与软件无线电结合的产物 ,它对提高系统容量具有巨大潜力。着重讨论基于软件无线电的智能天线的结构和算法     

用于Wi-Fi频段的新型双频天线设计

通过对实现双频技术的分析研究,设计了一种新型紧凑单馈的双频天线。该天线采用单层微带馈线和开缝接地板构成,分别印制在介质板2侧。天线的面积只有20×26 mm。天线的工作频段分别为2.40~2.53 GHz和5.00~5.96 GHz,同时,运用HFSS10电磁仿真软件对影响工作频率的参数进行了分析和研究。最后对制作的实物进行测试,测试结果与仿真结果基本吻合。提出的天线仅改变了接地板的结构就可实现具有小型化和双频段的特性,适用于无线通信领域。     

用于电源接收器和信号传感器的硅基集成电感的建模与设计优化

对于硅基集成电感进行的电磁效应分析,在适当的近似下,可以简化为电学和磁学集总参数的运算,基于此建立了硅基集成电感的电学方程模型。开发了一个电源接收器的参数提取和设计优化器Antenna Optimizer。利用这一工具,可以优化得到不同电路的片上电源接收器的设计参数,应用于近距离无线通讯领域。给出了计算所得值与实际测试值之间的比较。结果表明该模型在作为电源接收器或信号传感器的低频应用范围内能较好地反映现实。     

TD-SCDMA智能天线发信波束形成实现方案研究

证明了现有TD-SCDMA智能天线系统的发信部分只能用于基带波形的预均衡,根本不具备信号来波方向(DOA)检测、波束形成、空分多址这些智能天线系统应具备的基本功能,将形成一个上行容量大于下行容量的特殊系统,不能达到3G移动通信系统的基本要求.给出一种在TD-SCDMA系统中实现DOA检测,波束形成的基本方法,可以起到空分多址的作用.若使用该技术改造现有的TD-SCDMA系统,可以大幅度提高TD-SCDMA系统的性价比.     

2.4GHz非对称缝隙波导天线设计

无线网络技术在近年得到蓬勃发展,而目前无线设备的天线限制了无线通信系统的性能.针对现有无线局域网设备天线增益效果差、传输距离短、成本较高的不足,采用波导缝隙天线原理设计用于2.4 GHz的无线网络通信的非对称波导缝隙天线,为适应不同场合使用要求,设计了6种造型.在理论设计的基础上,采用常见铝合金材料,使用数控铣床加工出试验品,经反复试验和优化,制作出较为成熟的产品.在校园内架设试验网络测试表明:天线增益效果明显,信号传输距离和范围与现有产品比较有很大提升,稳定性好,抵抗恶劣环境能力较强,能够满足正常使用要求,材料成本低廉,便于生产加工.     

无线传感器网络波束合成的影响因素研究

将无线传感器网络WSN(wireless sensor networks)与天线阵波束合成技术相结合,可用以实现WSN的远距离无线通信.与以往节点选用各向同性天线时的情况不同,本文中节点选用定向天线.针对由此引入的天线轴角度偏移问题,具体分析了WSN中常见的节点失效和位置误差对合成波束方向图所带来的影响;通过对节点的辐射功率调整,在保持合成方向图主瓣特性的基础上,有效地降低了旁瓣电平;为增大网络的覆盖面积,可以在一定范围内对节点间距进行扩展,经研究发现,节点间距的扩展范围与所选用天线的波瓣特性有相对固定的约束关系.     

TD-SCDMA系统中阵列天线的校正算法

针对TD-SCDMA系统中阵列天线通道幅度和相位不一致会影响天线系统的性能这一现象,提出了一种在加入参考信号下,结合J.C.liberti算法对阵列天线通道不一致性的校正.算法通过计算参考信号的波达方向角估计值来校正阵列天线中各参数的不一致性,并通过波束形成算法,得到通道校正后的和差波束.仿真结果表明,算法一方面提高了波达方向估计值的准确性,另一方面改善了单脉冲和差波束的瞄准精度.     

地理信息系统在通信领域的应用研究进展

地理信息系统（GIS）是信息技术的一个分支,近年来,GIS在社会生活各领域得到了越来越广泛的应用.该文探讨了GIS在通信领域的应用,具体介绍了基于GIS的通信网络管理、GIS支持下的移动通信服务、GIS辅助通信光缆维护、GIS支持下的无线通信基站天线高度增益计算、基于GIS的无线通信基站选址及基于遥感和GIS的通信光缆选线辅助决策分析等.