波束域特征空间自适应波束形成算法

波束空间法是阵列自适应处理的一种重要的降维方法,可使运算量大大降低;而特征空间法只需较少的数据采样数就可以加速波束形成的收敛。将波束空间处理与特征空间处理结合起来,给出了基于特征空间的波束域自适应波束形成算法。新算法降低了自适应处理中对数据采样数的要求,并且具有更好的信噪比特性和稳健性。仿真结果证明了算法的优越性。     

一种新的基于正交波束成型的用户反馈和选择方案

在采用有限反馈的下行多天线多用户系统中,提出一种新的基于正交波束成型的用户反馈和选择方案。根据该正交波束成型方法的特点,推导出信道质量信息（channel quality information, CQI）的表达式,给出相应的反馈策略和用户选择方法。仿真结果表明,在实际系统中激活用户数比较少时,该方案的性能优于基于迫零波束成型（zero- forcing beamforming, ZFBF）有限反馈用户选择方案,为多天线多用户系统的应用提供了更好的参考。     

基于DCS的发射分集MIMO雷达参数估计

针对目标在多角度观测下的散射系数估计问题,研究了基于分布式压缩感知（distributed compressed sensing, DCS）的发射分集多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）雷达参数估计方法。在分析发射分集MIMO雷达信号模型的基础上,构建了其联合稀疏表示模型;在分析正交匹配追踪（orthogonal matching pursuit, OMP）算法实现结构的基础上,提出了一种新的基于迭代式正交匹配追踪的DCS算法。仿真结果表明该方法的估计精度高于DCS SOMP和幅度相位估计+Capon的算法,重构概率也高于DCS-SOMP算法。     

基于群交叉变异MPPSO的MIMO雷达发射波束形成

采用基于智能算法优化发射信号互相关矩阵的方法来形成所期望的发射天线方向图,实现多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)雷达发射波束控制。根据MIMO雷达数学模型构建了适合智能优化的代价函数,提出群交叉变异多相粒子群算法（swarm exchange and aberrance multiple-phase particle swarm optimization, SEA-MPPSO）,并将其应用于MIMO雷达发射信号互相关性的优化,实现了发射波束赋形。方法快速高效,能最大程度地逼近全局最优解。计算机仿真结果证明了方法的可行性和有效性。     

基于波束域预处理的MIMO雷达MVDR波束形成算法

传统的MIMO雷达的发射阵列通常进行全向发射,而感兴趣的目标往往集中在较小的空域范围内,全向发射就造成了大量的功率浪费,从而导致波束形成器的输出信干噪比降低,针对这一不足,提出了一种基于发射波束域预处理的MIMO雷达MVDR波束形成算法.该算法首先利用二阶锥规划设计出波束域矩阵,通过发射波束域预处理使发射功率聚集在感兴趣的区域,同时保持预处理后的导向矢量的旋转不变性,然后利用MVDR算法进行自适应波束形成.仿真结果表明:波束域预处理提高了发射功率的利用率,因此,在发射功率相同的条件下,基于发射波束域预处理的MIMO雷达MVDR波束形成器具有更高的输出信干噪比.     

最优下行链路功率分配策略和波束形成算法

针对下行链路的预编码问题,提出了一种基于二阶锥优化理论的求解方法。它将功率分配和波束形成的联合优化问题转变为一个单变量的凸优化问题,该凸规划问题实质上是一个二阶锥可表问题,因而可以利用内点法求取其全局最优解。更进一步,文章提出的算法还能对非精确的信道状态信息提供稳健性。仿真实验证明了算法的有效性。     

基于发射分集的MIMO雷达相参信号处理方法

针对多个运动的慢起伏目标情况,研究了发射分集多入多出(multiple input multiple output,MIMO)雷达的相参信号处理方法.提出了一种重复利用回波数据的目标参数估计算法.发射分集MIMO雷达的发射阵元间距满足空间分集条件,其接收端采用阵元间距为半波长的均匀线阵.按距离门对其回波信号进行脉压-Capon谱估计,可提取出各目标对应不同发射阵元的初步位置信息.然后利用回波数据及目标的初步位置信息,把同一目标对应不同发射阵元的脉压数据矢量经多普勒频移和相位补偿后相加,再进行Capon谱估计,获得高精度的目标方位角估计值.仿真结果表明,该算法可对雷达观测区域内的多个动目标进行高精度定位.     

一种基于OBE的智能天线波束形成算法

根据OBE算法原理,提出一种智能天线自适应波束形成盲算法。首先建立自适应算法的信号模型,讨论了算法的结构,该算法是建立在解扩、重扩判决指导上,对均方误差准则下的最优权值进行迭代估计;然后分析了OBE算法的原理,在此基础上构建了自适应波束形成的迭代式。最后对算法的性能进行了仿真,仿真结果表明:该算法达到了自适应波束形成的要求,与LS-DRMTA算法相比具有更佳的收敛和输出性能。     

宽带稀布阵列发射波束形成技术

对于宽带信号,干扰置零方法是一个难以解决的问题。若要抑制宽带干扰,需要方向图在宽带干扰方向形成凹口。针对线性调频信号,在确知信号和干扰方向的前提下,把窄带权和宽带权相结合,提出了一种宽带宽角发射波束形成新方法,该方法能在宽带干扰方向形成较宽零点;另外,阵元稀布在不增加阵元数和计算量的前提下,可提高角分辨率。最后,应用最佳稀布阵列,证明并仿真了新方法的有效性     

V-BLAST系统的特征波束形成技术

针对特征波束形成技术与V-BLAST结合的系统,从最小化系统差错性能角度出发,在独立同分布衰落信道中和发射端已知信道均值矩阵信息的情况下,推导了特征波束形成的功率分配算法,同时设计了能够充分利用该功率分配方法的接收检测算法。仿真和分析表明,在发射端所知信道信息有限的情况下,该功率分配算法和排序检测算法能显著改善V-BLAST系统的性能,优于传统的V-BLAST检测算法。     

多用户条件下利用信道信息结合发送分集的空时编码

给出了多用户条件下利用扩频结合空时编码传输信号的系统模型,然后利用多用户与基站之间的信道冗余,通过提出的天线优选模型对信道进行选择,经优选后的系统,从整体上提高了误码率性能。理论分析和仿真结果表明,该方法具有较好的性能和较强的实用性。     

快衰落多径信道中一种简单的STF-OFDM传输方案

提出了一种基于空间时间频率(STF)编码的正交频分多路复用(OFDM)发射分集方案,这种传输方案可用于频率选择性快衰落信道。这种STF-OFDM传输方案具有时间分集增益,利用时域的DFT正交变换可以改进传统的SF-OFDM的性能。同时,这种传输方案在输出端采用对角化空频解码器,使得这种STF-OFDM对信道的时延扩展具有较高的稳健性。此外,所提出的STF-OFDM是一种简单有效的传输方案,其编码和解码的复杂度很低。     

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。     

Improved scheme with cooperative diversity based on distributed space-time block coding

An improved scheme with cooperative diversity based on distributed space-time block coding (WCD-DSTBC) is proposed, which effectively achieves diversity gains and improves the performance of the system by sharing some single-antenna users' antennas to form a virtual antenna array and combining with distributed space-time block coding (DSTBC) mode. Then the relation between the system BER and the interuser BER for WCD-DSTBC scheme is theoretically derived and the closed-form expression of BER for WCD-DSTBC system is obtained. The simulation results show that the proposed WCD-DSTBC scheme achieves distinct gains over the non-cooperative multi-carrier CDMA (MC-CDMA) system. When system BER is le-3 and interuser BER is le-3, about 2.5 dB gain can be gotten. When interuser channel state information (CSI) outgoes the users' individual CSI, about 3 dB gain is also achieved.     

Hybrid transmit antenna selection and maximal-ratio transmission systems

Maximal-ratio transmission systems with transmit antenna selection is investigated. According to the order statistics of channel fiat fading coefficients, the closed-form expressions are derived for average SNR with any amount of RF chains and average BER with two RF chains, respectively. The algorithm for calculating the minimum of total transmit antennas is presented in terms of reduced RF chains. The method of quantizing transmit precoders is employed in this study to decrease feedback information. Simulation results demonstrate the superiority of the proposed systems under full and quantized transmit precoders. The SNR of the proposed systems has been less degraded by the quantization of transmit precoder than that of pure maximal-ratio transmission systems.     

Application of transmit diversity for improved robust watermarking

Many common multimedia signal processing, including cropping, filtering, and perceptual coding, make watermark signal fading-like modification. A scheme that applies transmit diversity technique to improve robustness of digital watermarking is presented. First, the scheme decomposes the original image using wavelet pyramid algorithm and chooses the middle-frequency band for transmission channel that the watermark will be embedded into. Then the watermark is pseudo-randomly permuted. The scheme makes use of space-time coding and differential detection technique to embed and extract watermark. The extracting process has access to neither the original image nor channel state information. Experimental results demonstrate that the scheme improves the performance of robust watermarking.     

多通道分组SFBC-OFDM传输方案

空频分组编码(SFBC)结合正交频分多路复用(OFDM)的发射分集方案(SF-OFDM)利用空间分集可以有效克服快衰落信道造成的不利影响,提高系统性能。对SF-OFDM发射分集方案做了简要分析,提出了一种多通道分组SFBC-OFDM发射分集方案。在发射端采用分组结构的SFBC结合OFDM技术,在接收端利用OFDM中子载波选择矩阵进行分组干扰抑制,然后对每一通道SFBC进行传统的空频分组码解码。这种传输方案克服了发射天线数目较大时传统SFBC编码非常复杂的缺点,极大地降低了编码的复杂度。分析和仿真结果验证了该方法的有效性。     

MIMO系统的发射天线选择及自适应链路实现

针对多输入多输出(MIMO)系统信道低秩引起信道容量下降的问题,提出了一种依据信道状态信息进行发射天线选择的算法,并给出了以此算法为基础的VBLAST自适应链路的实现方法。发射天线的选择依据权系数的范数大小进行,该方法可以有效降低天线选择的运算量。仿真结果表明,该方法的选择效果逼近最大容量法的选择效果。自适应链路实现方法将发射天线数的确定和天线选择并行进行,保证了在所处通信环境下达到最大的空间复用系数。     

Resource allocation for cooperative diversity systems based on quadrature modulation

To improve the error performance and the resource utilization of cooperative systems, the optimum resource allocation, i.e., power allocation and partner choice, for an adaptive decode-and-forward (DF) cooperative diversity system based on quadrature modulation is investigated. The closed-form expression of the bit error rate (BER) system performance is derived and an optimal power allocation (OPA) algorithm is proposed to optimize the power allocation between the local and relayed signals under the minimum BER criterion. Based on the OPA algorithm, a partner choice strategy is proposed to determine the partner locations specified by various cooperation gains. Simulation results show that the proposed resource optimization algorithms are superior to the unoptimized algorithms by significantly reducing the BER and improving the cooperative gain, which is useful to simplify the practical partner choice process.