基于干扰信道的干扰对齐算法综述

在无线通信系统中,用户间干扰总是制约着网络的吞吐量,因此寻求有效的干扰管理方法显得尤为关键.文中首先引出多种传统的干扰管理方法,但基于这些方法的系统容量都会受到干扰的限制,而且随着用户数的增加,很难获取这些方法的一般解.然而干扰对齐算法可使系统的总容量随着用户数的增加线性递增,文中重点综述两类干扰对齐算法:一类是基于信号空间的干扰对齐算法,另一类是基于信号编码级的干扰对齐算法,最后简要分析了干扰对齐算法的可行性和应用前景.     

双向中继信道中用户和中继协作干扰管理算法

针对目前提出的大部分双向中继信道中干扰对齐算法得到的结果通常不是系统全局最优解的问题,通过用户协作和中继协作设计预编码矩阵实现干扰对齐算法,优化整个系统的总速率性能.此外,分别通过用户和中继协作功率控制将干扰当作噪声处理,实现双向中继信道中的干扰管理.仿真结果表明:用户协作和中继协作干扰管理算法的系统整体性能都较好,当中继节点发送功率较大时,用户协作模式系统的总速率性能优于中继协作模式的.     

基于广义空时干扰对齐的多用户MISO广播信道自由度分析

针对多用户MISO(multiple-input single-output)广播信道,提出一种广义空时干扰对齐方案。该方案利用非正交传输,在同一时隙将多用户的信号叠加发送,提高了频谱效率;利用当前和过期信道状态信息(channel state information, CSI)构造预编码矩阵,将不同时隙下的干扰信号对齐至同一维度,通过前后时隙的观测值消除用户间干扰,达到无干扰提取期望信号的目的。仿真结果表明,对于发射端配置M根天线的K用户MISO广播信道和干扰信道,系统自由度为KM/(1+M)。随着发射端天线数的增加,衰减因子M/(1+M)逼近1,可达自由度逼近外界K     

中继下基于特征子矩阵的干扰对齐优化算法

针对MIMO双向中继网络系统中,由于用户对间的数据流具有非对称性,通过研究用户对与中继之间的天线分配关系,提出了一种基于特征子矩阵的干扰对齐优化算法及可行性方案.该算法首先利用特征子矩阵准则,为每个用户设计干扰对齐预编码优化方案,然后基于分布式迭代算法逐一推导出最优的干扰抑制矩阵,以达到在目的用户端消除其他用户干扰的效果.通过仿真结果表明,与传统中继迫零方法相比较,优化算法对系统传输速率有了显著的改善.     

一种非对称结构MIMO干扰信道的干扰对齐方法

研究一种非对称结构MIMO干扰信道干扰对齐闭式解求解问题.通过将整个系统的干扰对齐问题,转化为两个子系统的干扰对齐问题,分析子系统之间相互影响的关系,构建包含系统解的方程组,进而可以用符号计算软件进行求解.所提方法可以在所需天线数量最小的条件下,实现非对称结构的MIMO干扰信道的干扰对齐,并以4用户系统为例,详细阐述了问题的求解过程.仿真部分对所提方法进行了验证,分析了方法的复杂度及优缺点.     

一种中继辅助下SISO系统的干扰对齐算法

通过研究含中继的单输入单输出（single input single output,SISO）对称无线干扰网络,分析了在SISO对称网络中进行干扰对齐（interference alignment,IA）时使用中继的必要性。综合考虑所有用户的最大弦距离给出了优化的分布式干扰对齐算法。基于此优化算法并使用中继,只需要进行2个时隙的信道扩展就可对SISO干扰网络实现干扰对齐,使每个用户对达到1/2的自由度。仿真结果表明,在增加中继并应用优化算法后,系统的容量、能量效率都有了显著的改善。     

三小区多用户蜂窝系统的分组干扰对齐算法

针对3小区,每小区多个用户的蜂窝系统,提出了一种基于分组的线性干扰对齐算法.算法首先对系统中所有的用户进行分组,分组后的每组包含3个用户,且3用户分别来自系统中3个不同的小区,通过分组将复杂的蜂窝多址接入信道转换为较简单的干扰信道;然后在用户端通过联立多矩阵,应用特征向量求解预编码矩阵将每个分组中的干扰进行两两对齐,压缩干扰子空间,再利用最大化弦距离理论对得到的预编码矩阵进行进一步的优化,最后在基站端利用矩阵逆的性质以较低的计算复杂度设计干扰消除矩阵将系统中的干扰完全消除.通过系统仿真分析显示,该算法较传统的蜂窝干扰对齐算法,能以较低的天线配置和较低的计算复杂度实现较高的系统容量.     

基于协作中继的VMIMO通信信道建模研究

针对MIMO系统在移动终端实现的局限性,采用基于散射体分布几何建模法,提出了一种便于实现的基于协作中继的虚拟MIMO(VMIMO)通信信道模型。在Rican衰落的情形下,对该模型的相关统计特性进行了研究,推导出了相关函数的闭合表达式,且充分考虑了天线间隔、角度扩展、多谱勒效应、终端的移动性等信道参数,并对其进行了仿真分析,且仿真结果表明:基于协作中继技术形成的VMIMO可利用MIMO技术的优越性实现更高的性能。     

同信道干扰下中继选择网络的性能

使用端到端等效信干噪比的累积分布函数表达式,推导了瑞利衰落信道上同信道干扰下中继选择网络分别在M进制相移键控调制下的平均误符号率闭合表达式、M进制正交幅度调制下的平均误符号率的近似表达式和信道容量上界表达式。数值计算和仿真结果表明:高信干噪比时,M进制相移键控调制的平均误符号率理论结果与仿真结果相吻合,M进制正交幅度调制的平均误符号率的近似表达式具有较高的精度;中继的数目越多,信道容量的仿真结果与其理论上界越紧。     

信道状态信息存在误差情况下不可信中继系统的功率分配

研究在目的节点进行协作干扰的全双工不可信中继传输系统中,在信道状态信息(channel state information, CSI)存在随机误差的情况下,以最大化系统可达保密速率为目标的功率分配问题。为了研究提高全双工不可信中继传输系统的保密性能的功率分配方案,先推导系统可达保密速率的上界,针对随机信道状态信息的误差再求该保密速率上界的期望,即平均保密速率(average secrecy rate, ASR)。在此基础上,考虑源节点发送信息信号和目的节点发送人工噪声总功率的约束,以最大化ASR为优化目标,通过黄金分割法优化源节点和目的节点的功率分配。仿真结果表明,相比于固定功率分配因子和不考虑随机信道系数误差影响的功率分配方案,考虑信道的随机误差优化功率分配方案能有效提高系统的可达保密速率。     

Closed-form interference alignment with heterogeneous degrees of freedom

Interference alignment ( IA) has been recognized as a promising technique for obtaining the op-timal degrees of freedom ( DOF) in interference networks.A closed-form interference alignment de-sign is proposed for three-cell uplink transmissions with heterogeneous DOFs.By exploiting the het-erogeneity of DOFs from different transmission links, full or partial interference alignment precoders are calculated at each base station ( BS) .Aided by information exchange among BSs, the precoders can be finally obtained for all transmission links.Comparing to existing IA methods, the proposed scheme has a closed-form expression.Furthermore, there is no need to go through the iterative adap-tation or jointly calculate the precoder and the equalizer.Simulation results show that the proposed design is able to achieve the optimal DOF performance with the advantage of perfect alignment capa-bilities.     

基于遗传算法的车辆4自由度主动悬架最优控制研究

文章首先建立车辆4自由度主动悬架系统模型,然后针对悬架系统的控制问题,基于结合遗传算法和最优控制理论,提出悬架系统的最优控制策略。该控制方法利用遗传算法对LQR控制器的加权矩阵Q和R参数进行自适应调整优化,不仅可以避免传统的主动悬架LQR最优控制器设计中存在人为主观因素的问题,还能实现悬架系统的自适应最优控制。仿真实验结果表明,在不同车速和路面等级的行驶工况条件下,相比于传统的LQR控制方法,基于遗传算法优化的LQR控制能提高主动悬架系统的控制性能,使车辆获得更优的乘坐舒适性和操纵稳定性,研究结果为探寻有效的主动悬架控制策略、改善车辆的行驶性能提供了有用的控制方法参考。     

热分散机温度二自由度串级控制

废纸制浆过程中热分散机温度控制效果由于加热过程存在滞后、蒸汽管道压力随负载的波动和进热分散机进浆浓度的变化而受到影响,针对温度控制要求和工艺特点,设计二自由度串级控制结构。该方法将串级控制和二自由度控制结合起来,把系统的目标值跟踪特性和干扰特性分离后进行设计。经实际运行表明,系统响应速度快,超调量小,有较强的鲁棒性,提高了系统的控制品质。     

具有转角自由度的曲面矩形扁壳元

扁壳单元中引入结点转角自由度可以在不增加结点的情况下,增加位移场的阶次,提高计算精度,从而显著地提高单元性能。利用广义协调薄板单元RGC-12的位移函数作为扁壳元的法向位移,利用广义协调矩形膜元的位移函数作为扁壳面的切向位移,构造了一个具有转角自由度的4结点广义协调曲面矩形扁壳元。并通过实例分析对该单元的收敛性和精度进行了验证,数值算例的结果表明,该单元收敛稳定迅速,用较少的自由度就获得了很高的精度,是一个性能良好的壳单元。     

一种基于干扰对齐的用户选择与功率优化算法

在实际的认知无线电网络中,用户随机分布,各个用户间距离不相等,非授权用户较多,授权用户未被利用频谱资源有限,针对上述情况提出了一种基于干扰对齐的用户选择与功率优化算法.根据各个用户的位置关系,选出离授权用户较远的一组非授权用户进行通信,离授权用户较近的一组用户在该时隙静止,当非授权用户满足授权用户的干扰温度约束条件时,该算法通过对通信的非授权用户进行功率优化分配,提升系统的总容量.仿真分析表明,该算法能够在保证授权用户性能的同时,选出离授权用户较远的一组非授权用户进行通信,优化频谱效率.     

基于机构最小阻力定律的旋转型变自由度机构运动顺序研究

基于机构最小阻力定律,对平面旋转型变自由度机构在考虑摩擦力、重力等情况下的机构杆件的转动条件进行了分析,提出杆件转动条件的表达式;基于泰勒级数展开式,对转动杆件考虑摩擦时的摩擦力矩进行了线性化处理;以平面五杆机构为例对机构运动顺序进行了分析。     

基于干扰对齐的设备到设备功率控制算法

为了使蜂窝网络系统中设备到设备(D2D)用户的速率总和最大,提出了一种基于干扰对齐(IA)的功率控制算法.该算法通过IA技术使得所有的D2D用户能够同时占用可使用的子载波;同时,控制每一个D2D用户在子载波上的功率,使所有D2D用户在对蜂窝用户(CU)产生的干扰小于干扰阈值的前提下,其速率和达到最大.仿真结果表明:与传统的基于频分多址(FDMA)的功率控制算法相比,本算法在干扰阈值为10 d Bm时,所得到的D2D用户的总速率和可提升约6 bit·S-1·Hz-1.