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能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。     

基于智能反射面与用户关联的1比特反馈波束赋形算法

针对多智能反射面辅助的多接入点多用户系统中的智能反射面选择与主被动联合波束赋形问题,设计了不依赖瞬时信道状态信息的智能反射面-用户关联与波束赋形方案。首先基于大尺度衰落参数设计关联方案。之后提出了基于1比特反馈的被动波束赋形算法,利用接收信号强度调整反射单元的相位。仿真结果表明用户关联方案对平均信干噪比存在显著影响,收敛后的1比特反馈算法能够接近主被动波束赋形相位对齐时的性能。     

相干多径环境下的毫米波大规模MIMO混合波束赋形方案

针对传统全数字域的解相干算法无法直接运用于混合波束赋形场景的问题,设计了一种混合波束赋形下的解相干方案。在模拟域,基于设计的码本波束,提出一种新的模拟波束赋形方案,分别搜索与每个信号方向最为接近的波束,形成波束集合,利用所得到的波束集合,对阵列接收信号分别进行模拟波束赋形得到一级输出。在数字域,提出“阵列信号重构”的思想,对一级输出进行阵列信号重构,将重构信号作为输入,进行空间平滑处理,在相干干扰方向和非相干干扰方向均可形成较深的“零陷”。通过理论分析和仿真,对不同方案的波束方向图、信干噪比、频谱效率等性能进行了研究。结果表明,所提出的混合波束赋形方案的信干噪比和频谱效率等性能几乎逼近于纯数字波束赋形方案。     

发射波束赋形消除感知用户对主用户干扰算法

针对如何完全消除感知用户对主用户的干扰问题,探讨了如何利用发射端的波束赋形消除感知用户对主用户的干扰.给出了感知网络和主用户网络共存的系统模型和一种最佳波束赋形算法.并对这种最佳波束赋形算法进行了性能仿真,仿真结果表明,该算法较迫零波束赋形算法在性能上更有优势.与经典的迫零波束赋形方法比较,该算法既能消除对主用户的干扰...     

基于干扰控制的多小区分布式波束成形

在多小区干扰信道中,基于分布式竞争设计,提出一种优化基站发射波束成形矩阵的设计,使每个小区的最差信干噪比最大.在竞争设计中加入干扰控制,利用差异化的干扰系数,抑制小区间的干扰,提高系统性能.这种设计,既能保持算法的分布式特性,又能有效地提高用户信干噪比.仿真分析表明,基于干扰控制的设计性能更接近协同设计的性能.     

多用户全双工无线携能系统中的波束赋形研究

针对多用户全双工蜂窝通信系统,提出了一种基于功耗最小及能量收获最大双目标准则的联合优化方案。该方案采用迫零消除上行链路中多用户干扰,在下行链路,为了实现信息和能量的有效传递,全双工基站分别采用信息波束赋形及能量波束赋形为用户提供通信服务,在保证用户的服务质量及功率约束的同时,实现了功率效率和频谱效率的同步改善。由于功率问题为非凸问题,通过半定松弛将其转化为凸优化问题。仿真结果表明,所提方案相比传统方案能够节约大量的功率,此外全双工基站通过能量波束赋形向下行用户传递能量,有效提高了系统的功率效率。     

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.     

用智能天线和功率控制提高感知系统信干噪比

为了减小干扰和降低误码率,达到性能优化。将智能天线和功率控制两种技术相结合,通过智能天线对信号进行波束成形处理,再利用基于博弈论的发送端功率控制。考虑其他用户发送功率等级策略的影响,通过不断迭代功率,实现各个用户发送功率值的改善。比较纯粹使用功率控制的方法,可以使感知系统的信干噪比、吞吐量、发送功率等性能得到更多改善,仿真实验证明了其优越性。     

基于MIMO-D2D异构网络的干扰抑制算法

将多输入多输出(MIMO)技术引入到蜂窝用户和端到端(D2D)用户构成的异构网络中,提出了一种基于最大信干噪比因子的资源分配算法,实现了多个D2D用户复用一个蜂窝用户的下行资源.在此基础上联合最大信漏噪比(SLNR)的预编码算法,在基站到蜂窝用户信号功率最大化的同时,降低了泄漏到D2D用户组的功率,大幅减少了用户之间的同频干扰.结果表明:当平均信噪比为35dB时,相比于单天线异构网络,基于联合干扰抑制算法的MIMO(4×2)异构网络容量可增大12.33bps/Hz;而针对多个用户复用一个资源提出的最大SLNR的预编码算法相比于最小均方误差(MMSE)和块对角化(BD)算法,容量最多可增大36.2%;并且无论是在高信噪比还是低信噪比下,所提出的联合算法均能使系统性能得到明显的增益.     

多用户MIMO空分多址下行链路预编码算法研究

针对多输入多输出(MIMO)空分多址下行链路,每个接收天线看成独立的用户来分配波束,联合正交随机波束成形(ORBF)和迫零波束成形(ZFBF)实现了每用户配置多天线的预编码方法。为了降低计算复杂度,提出了联合线性结合技术的RBF-ZFBF的下行链路预编码方案。该方案利用ORBF确定初选用户,每个用户利用线性结合技术获得有效SINR,所选用户将使用线性结合方法获得的信道质量信息(CQI)和信道方向信息(CDI)反馈到基站,完成用户选择、波束选择和最终预编码。实验结果表明,该算法与每用户单天线方案相比,提高了系统吞吐量,证实了所提算法的有效性。     

一种基于用户划分的LTE上行闭环功率控制算法

长期演进(long term evolution,LTE)上行经典信干噪比(signal to interference plus noise ratio,SINR)闭环功率控制算法未考虑用户对相邻小区的干扰,导致小区总吞吐量较低。针对该问题,提出一种基于用户划分的闭环功率控制算法。根据每个用户到服务小区的路径损耗将其划分为小区中心用户或小区边缘用户,为小区中心用户设置目标SINR值时仍使用经典SINR闭环功率控制算法,为小区边缘用户设置目标SINR值时考虑其对相邻小区的干扰使用新的方法。理论分析以及MATLAB系统级仿真结果表明,与传统闭环功率控制算法和经典SINR闭环功率控制算法相比,该算法能够更加有效地降低小区间干扰,提高小区总吞吐量。     

5G Oriented Exponential Effective Signal to Interference plus Noise Ratio Mapping Algorithm Based on Channel Classification

In the future the fifth generation( 5 G) communication systems,channel models may be very complicated and it is difficult to calculate equivalent signal to interference plus noise ratio( SINR)of a random fading channel. Therefore,methods for the calculation of equivalent SINR of a random fading channel are very necessary.In this paper,an enhanced algorithm on the exponential effective SINR mapping( EESM) model for random fading channels was proposed. First, the optimal adjustment parameters of typical channel fading models including extended pedestrian A( EPA)model,extended vehicular A( EVA) model and extended typical urban( ETU) model were obtained by simulation. Then the proposed solution was used to actualize channel classification according to the maximum multipath delay and the average power of the random channel. The solution can determine the typical channel closest to random channel for obtaining the optimal adjustment value of EESM. The evaluation results indicate that the proposed one can improve the whole system throughput significantly and meanwhile the accuracy of the link prediction algorithm is also guaranteed.     

基于博弈论的Femtocell双层网络的功率控制算法

在由Macrocell和Femtocell（家庭基站）组成的双层网络中,当Macrocell和Femtocell共享频谱资源时,两层网络之间必然存在信号干扰.文中考虑各Femtocell用户受其余用户的干扰总和是不相等的,将该干扰因子引入代价函数,提出了改进的基于Stackelberg博弈的功率控制方法,证明了该博弈不仅存在纳什均衡,且均衡点唯一.同时,考虑到在博弈均衡后,部分Femtocell用户的信干噪比（SINR）无法满足正常通信的最低SINR要求,提出一种基于自适应干扰控制算法,该算法通过控制部分Femtocell用户对宏基站的干扰,从而增加可正常通信的Femtocell用户数量.Matlab仿真结果表明,改进后的算法不仅能使均衡点唯一,而且提高了Femtocell用户的性能,同时能使更多Femtocell用户满足SINR下限要求.     

频域时间反转多用户系统的信干噪比和误比特率分析

为了更有效地将时间反转技术应用到正交频分复用系统中,推导了多天线频域时间反转预编码多用户系统的平均信干噪比和误比特率的表达式。通过推导信号功率均值的表达式和用户间干扰信号功率均值的近似表达式,得到用户的平均接收信干噪比的近似表达式,进而得到二进制相移键控调制下的平均误比特率的一个下界和近似表达式。仿真结果表明,推导的平均信干噪比的近似值与仿真结果很接近,近似BER值与仿真得到的平均BER值较为接近;通过增大速率回退因子和天线数,可明显提高平均信干噪比,降低误比特率。     

线性多阶段平行干扰取消的大系统性能的进一步结果

研究了随机环境下的线性多阶段平行干扰取消接收器的输出信干比．在很弱的条件下，当用户的个数和扩频因子都趋近无穷大，而它们的比保持不变时，信干比的强相合性，渐近正态等结果被证明．本文主要采用了高维随机矩阵的工具．     

多用户多输入多输出系统下行链路的线性预编码和功率分配

针对下行链路多用户多输入多输出(MIMO)系统,提出了一种简单的联合预编码和动态功率分配的方法.该方法把复杂的联合线性预编码设计和功率分配的优化问题分解成两步实现,简化了问题的求解.首先求解线性预编码,然后在此基础上,通过优化不同用户的功率分配,使各用户的信干噪比(SINR)相同且最大化,改善了的系统的误码率(BER)性能.仿真表明,所提出的方法与现有的方法相比,可以获得较大的信噪比(SNR)增益.     

Joint multi-user space time block coding and beamforming via convolutional weighting

A convolutional weighting （CW） scheme applied to a half-wavelength spacing array was proposed for multi-user system to joint STBC （space time block ceding） and beam forming （BF）. The transmitting beam is equivalent to the product of two sub-beams. One is used to realize interference suppression, while the other is employed to form a couple of uncorrelated channels from base station （BS） to the desited user （to meet the requirement of STBC） and to maximize SINR （signal-to-interference-plus noise ratio） at the desired receiver. As an optimum combination of STBC and beam forming, the proposed scheme can achieve both full diversity order of STBC and array gain of BF. Meanwhile, it can also effec- tively restrain multi-user interference by nulling. Simulation results show that the proposed scheme can significantly improve the BER （Bit Error Rate） performance and enhance system capacity as compared with the conventional eigen-beamforming （EBF） technique applied to a half-wavelength spacing array.     

基于遗传算法的SON功率控制

针对自组织网络(self-organizing network,SON)基站自动配置、自优化、自修复等优点,在深入研究遗传算法的基础上,提出了一种基于遗传算法的SON功率控制。通过划分频带和设置门限值来做到小区的功率控制,并提出了小区中心用户和边缘用户不同的SINR(signal to interference plus noise ratio)计算公式。为了更好地解决最佳门限值的设定,还提出了控制门限值的函数。通过建立遗传算法流程,对门限值函数和目标SINR值进行了寻优。仿真结果表明,该算法能够很灵敏地做到最佳门限值的搜寻,同时搜寻结果也符合相关理论的验证。