基于非均匀子阵划分的MIMO雷达阵列设计研究

本文提出一种非均匀子阵划分的MIMO雷达阵列设计方法,其不但具有和均匀子阵划分的MIMO雷达（也称为相控阵-MIMO雷达）相同的优势—能同时获得相干处理增益和波形分集增益;并且,不同孔径的子阵使子波束的形成更加灵活;更大的子阵孔径给发射端提供了额外的自由度。 理论分析表明,与相控阵-MIMO雷达相比,采用常规波束形成,当干噪比比较低时,所提的非均匀子阵划分的MIMO雷达的输出信干噪比（SINR）更高。仿真实验也证明了上述理论分析的正确性,并表明所提的非均匀子阵的划分方法可以获得更低的副瓣电平。在最小方差无畸变响应波束形成下,零陷更深,输出SINR更高并且抗干扰能力更强。     

发射端信道信息对MIMO下行链路的影响

在MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)多用户下行链路中,当发射端具有完全的信道状态信息(CSI:Channel State Information),则可以通过块对角化预编码完全消除用户间干扰(IUI:Inte-User Interfer-ence)。但是,不准确的发射端CSI会导致接收端有残留的IUI。针对最大比合并(MRC:Maximal Ratio Combi-ning)接收机,考察了不准确的发射端CSI对MRC接收机输出的信干噪比(SINR:Signal to Interference plusNoise Ratio)的影响。考虑两个用户的情况,其天线数均为N,而基站的天线数为N 1。推导了SINR的中断概率的上界和下界,且它们之间有简单的关系。仿真结果证明了理论推导的正确性。     

一种改善的MIMO-OFDM系统MAP信道估计

在MIMO-OFDM系统下提出一种最大后验概率(MAP)信道估计算法.该算法利用期望最大化(EM)算法把MIMO信道估计分解为一系列独立的SISO信道问题,降低了MAP算法的计算复杂度.同时,根据在角域内不同发送和接收天线间的信道可近似为空间不相关,利用最有用抽头(MST)技术来减小噪声对估计性能的影响.仿真实验表明,与传统LS和EM算法相比,所提算法在低信噪比下具有较低的估计误差.     

一种选择最大多用户分集MIMO信道调度方法及性能分析

提出了一种选择最大多用户分集MIMO信道调度方法,能在不降低性能的基础上减少反馈负载.每个用户将最大的信干噪比值与设定的门限比较,只有大于门限的值及对应的发射天线序号返回给基站,基站分配独立的信道给最大信干噪比用户.给出了所提方案的系统平均容量和反馈负载量的分析,仿真结果与分析一致.     

两参数BS疲劳寿命分布的拟合检验以及环境因子的近似区间估计

两参数Birnbaum-Saunders(BS)疲劳寿命分布是概率物理方法中的一个重要的失效模型,它比常用的寿命分布,如威布尔分布、对数正态分布,更适合描述某些由疲劳引起失效的产品的寿命规律,其主要应用于对疲劳失效以及电子产品性能退化失效的分析研究.在全样本场合,利用徐晓岭等的研究中刻度参数的对数矩估计的性质,构造了两参数BS疲劳寿命分布拟合检验的检验统计量,并通过3个实例说明拟合检验方法的应用性.给出了两种求两参数BS疲劳寿命分布环境因子近似区间估计的新方法,通过Monte Carlo模拟与原有的方法进行了比较,发现利用对数正态近似的方法优势明显,并通过一个算例说明方法的应用性.     

一种虚拟多输入多输出用户配对算法

针对现有半正交用户配对算法中信道条件较差、用户的传输速率过低的缺陷，提出了一种基于部分逆选策略的半正交用户配对算法.该算法通过分析线性最小均方误差接收机，对信道条件较差的部分用户提出“逆选”的配对准则.仿真结果表明，该算法在系统速率和损失较小的前提下，能有效提高信道条件较差用户的传输速率，从而在系统速率和与用户公平性之间取得较好的折衷性能.     

相关K分布杂波中扩展目标积累检测性能分析

针对时空相关K分布(C-KD)杂波背景中扩展目标的滑窗积累检测(SWAD)与顺序统计-滑窗积累检测(OS-SWAD)的性能分析问题,采用广义K分布拟合、矩匹配、相关数据中的有效样本尺寸估计以及分数阶顺序统计等方法,获得了零假设条件下检验统计量的概率分布函数的拟合表达式,建立了虚警概率、恒虚警检测门限以及杂波参数之间的关系方程,并通过蒙特卡罗仿真实验对各种概率分布函数的拟合精度以及给定检测门限下的虚警控制精度进行了评估.理论分析与仿真实验表明本文提出的方法是合理和有效的.     

多用户大规模 MIMO 系统中能效的研究

针对多用户下行大规模多输入多输出（multiple input multiple output ,MIMO）无线通信系统,提出一种基于能效的联合优化方案。该方案在采用同时考虑发射功耗和电路功耗的功耗模型以及迫零（zero forcing ,ZF）预编码的情况下,推导出天线数、天线子集以及发射功率与系统能效之间的关系式,从而建立联合优化天线数,天线子集和发射功率的能效优化模型,并提出一种新的迭代搜索算法来求解此模型。该迭代算法首先对天线数进行遍历,当天线数确定后,采用基于信道矩阵范数的天线选择算法进行天线子集的选取,随后利用凸优化理论来调整发射功率,不仅提高了系统能效而且降低了算法复杂度。仿真结果表明,与使用全部天线和只考虑天线数的方案相比,所提联合优化方案的能效有明显的提高。     

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.     

基于泊松簇过程的三层异构蜂窝网络部署模型

5G标准下的蜂窝网络正在向异构化、超密集化的方向发展,传统的基于六边形网格模型的研究方法较为理想化且并不精确,越来越不适用于如今的异构网络.针对这个问题,目前常用的方法是使用基于随机几何的泊松点过程来研究异构网络的基站部署,这种方法假设基站的空域分布完全随机,因此得到了覆盖概率的理论下界.但是由于宏蜂窝边缘(盲区)以及热点地区(忙区)等特殊区域中,站点的分布可能形成簇,此时,基于泊松点过程的空域分布将不再准确.针对这个问题,本文使用泊松簇过程研究三层异构蜂窝网络的基站部署与规划.首先,提出基于泊松簇过程的基站部署系统模型,讨论了基于簇分布的基站形成过程;其次,在充分分析用户受到的聚集干扰基础上,采用基于瞬时信干噪比的小区选择机制,推导出了中断概率模型,并讨论了三种特殊条件下的中断概率;最后,通过仿真对比分析了基于泊松簇过程与泊松点过程的中断概率的差异以及信干噪比阈值变化时的中断概率的变化曲线,证明了基于簇的空域基站部署具有更低的中断概率.     

An atlas-based fuzzy connectedness method for automatic tissue classification in brain MRI

A framework incorporating a subject-registered atlas into the fuzzy connectedness (FC) method is proposed for the automatic tissue classification of 3D images of brain MRI. The pre-labeled atlas is first registered onto the subject to provide an initial approximate segmentation. The initial segmentation is used to estimate the intensity histograms of gray matter and white matter. Based on the estimated intensity histograms, multiple seed voxels are assigned to each tissue automatically. The normalized intensity histograms are utilized in the FC method as the intensity probability density function (PDF) directly. Relative fuzzy connectedness technique is adopted in the final classification of gray matter and white matter. Experimental results based on the 20 data sets from IBSR are included, as well as comparisons of the performance of our method with that of other published methods. This method is fully automatic and operator-independent. Therefore, it is expected to find wide applications, such as 3D visualization, radiation therapy planning, and medical database construction.     

相关信道的最大比合并性能

最大比合并在无线通信的几种分集合并技术中是最优的。针对相关支路，证明了最大比合并等价于独立支路的最大比合并的性能，同时也证明了相关支路的输出信噪比的概率密度函数等于各个不相关支路的信噪比概率密度的加权和。该结论对于分析相关信道最大比合并的性能是有用的。     

电大腔中非线性器件响应统计规律的实验研究

通过实验研究了带有模式搅拌器电大腔体模拟的混响室测量环境中电场模值以及腔内通过场线耦合激发的线性器件和非线性器件功率响应的统计规律,获得了不同输入功率时,空腔内电场总场模值,线性/非线性器件归一化功率响应的概率密度函数.结果显示不同输入功率对应的空腔电场模值和线性器件的归一化功率值各自满足的统计规律基本相同.而非线性器件输出功率中谐波功率的统计规律随输入功率的变化而有所不同.这些统计规律对于复杂电磁环境下电子系统的电磁效应分析具有重要意义.     

基于CSI-RS的3D MU-MIMO有限反馈预编码算法

利用三维多输入多输出(3D MIMO)信道矩阵的克罗内克积结构,传输预编码可分成水平与垂直维预编码,有效挖掘空间自由度可以提高系统性能。针对现有算法未能更好利用空间自由度及单流传输的不足,本文提出了一种基于信道状态信息参考信号(CSI-RS)的多用户MIMO(MU-MIMO)有限反馈预编码算法。该算法采用新码本,依据最大信干噪比准则选取最优的预编码矩阵索引(PMI)返回给基站(BS)供调度。验证结果显示该算法较已有算法,实现了多流传输,拥有更优的和速率(SR)及误码率(BER)。     

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.     

非1-1对应时连续型随机变量函数的概率密度

现有的求解连续型随机变量函数的概率密度公式,要求随机自变量X的取值域(或经划分后各子域)与在变换y=g(x)下的值域1-1对应。这个条件是苛刻的,许多变换函数都不满足。文中推出了取消这个条件后,连续型随机变量函数的概率密度求解公式,并进行了应用举例,使得更多的连续型随机变量函数的概率密度得以求解。     

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.     

集中式多输入多输出雷达等效阵列增益推导

为便于分析集中式多输入多输出雷达性能,给出了一种集中式MIMO雷达等效阵列增益的近似推导.分析了集中式MIMO雷达阵列处理输出信号相对于匹配滤波器输出信号的信噪比提高因子,推导了SISO雷达和MIMO雷达阵列输出信号的信噪比公式,在此基础上,给出了集中式MIMO雷达阵列等效合成增益表达式,并对结果进行了仿真分析.仿真结果表明,阵元数增加一倍,相控阵雷达阵列增益增加3.0dB,而集中式MIMO雷达等效阵列增益只增加1.5dB.集中式MIMO雷达可通过长时间积累的方法来解决由于阵列等效增益减小带来的检测性能下降问题.     

正交波束成形空分多址系统中下行信息-干扰比分布

为了精确分析基于有限反馈的空分多址系统中矢量量化的性能,考虑码字之间的正交性,运用概率论的方法给出了信道方向信息矢量量化误差分布的数学表达式.同时得到了正交波束成形空分多址系统中下行信号 干扰比的分布.数值仿真结果表明,理论分析结果与实际情况相吻合.     

分布式MIMO系统中载波频偏和信道的EM-PF联合估计

考虑了平衰落背景下分布式MIMO系统中载波频偏和信道的联合估计问题.与集中式MIMO的联合处理方法不同,改进了EM算法,提出了EM-PF算法解决这一强非线性难题.仿真结果表明:改进的算法更逼近克拉美罗界,在高性噪比条件下,误码率更低,有很大的实用价值.