收发信机射频损伤的UDN协同波束形成

为了进一步提高超密集无线网络（UDN）性能,提出一种同时考虑收发信机射频损伤的协同波束形成方法.首先,建立了包含射频损伤的UDN协同波束形成模型,并利用凸优化方法求解得到其最优解;然后,针对此最优解的结构特征,结合其在实际系统中难以实现的局限,设计了由信号泄漏噪声比波束形成导向矢量和最优功率分配构成的线性次优波束形成器.仿真结果表明,收发信机射频损伤的协同波束形成器能有效降低干扰,并且可提高UDN的系统容量.     

超密集网络中宏微协作的干扰最小化资源分配

超密集网络能够最大化频谱利用率,但不可避免地带来严重的小区间干扰。为解决该问题,提出一种能够适应超密集网络动态负载场景宏微协作的干扰最小化资源分配算法。首先通过宏微协作交换小区子带干扰信息;然后为高功率用户分配邻区子带干扰较小的资源来降低小区间干扰。当小区业务部分加载时,算法还通过为高功率用户分配更多的带宽资源来降低它们的功率谱密度,从而进一步降低小区间干扰。仿真结果表明,新算法在业务量动态变化的超密集网络中能够有效地降低网络的干扰水平并提升网络的能效比。     

超高密度网络关键技术及研究现状

在通信系统迅猛发展的今天,为了满足爆炸式增长的移动业务和数据量需求,超高密度网络(UDN)作为有效改善网络吞吐量与资源利用效率的有效手段,已经成为第五代移动通信中的关键技术.网络节点的密集分布在干扰抑制、能量消耗、移动性管理等方面为通信系统带来了新的挑战,更优化的资源分配与网络选择策略. 分布式算法设计以及UDN建模等研究都取得了长足进展. 首先对UDN的基本架构和特点进行了简要介绍,重点分类和归纳整理了UDN技术研究中的最新成果,最后对该技术的发展趋势进行了展望,试图勾画出一个较为全面和清晰的概貌.     

多点协同系统中的协同波束赋形干扰抑制

为了解决采用波束赋形多小区系统中波束冲突带来的小区间干扰问题,提出了一种基于特征值的协同波束赋形算法. 该算法在各小区用户调度确定的情况下,部分干扰环境较为恶劣的用户要求其服务小区与最强干扰小区协同工作,联合计算在该用户所占用频率上的波束赋形向量. 通过这种多点协同技术可达到抑制干扰、采用相同频率用户的可达速率和最大化的目的. 仿真结果表明,与各小区独立计算波束赋形向量的方法相比,所提算法能有效提升系统性能.     

联合协方差矩阵重构和ADMM的鲁棒波束形成

为解决传统波束形成器在干扰位置发生扰动和导向矢量失配时,造成自适应权重的不匹配,从而导致算法性能急剧下降,甚至期望信号相消的问题,提出一种联合协方差矩阵重构和交替方向乘子法(Alternating direction method of multipliers, ADMM)的鲁棒波束形成方法。对此,首先基于波束形成器最大输出功率准则,设计了求解最优导向矢量的优化模型。接着,根据Capon算法空间功率谱函数,利用定义的干扰范围对协方差矩阵进行重构,以展宽零陷并增强系统抗运动干扰能力。最后,关于导向矢量的二次不等式约束问题,本质为估计导向矢量和期望导向矢量间的差异,该方法利用ADMM对该二次规划问题进行迭代求解,并在每次迭代中获得导向矢量的具体解。另外,也分析了算法的复杂度。实验结果表明：对比现有的波束形成算法,在干扰处加宽了零陷,提高了波束的抗干扰性;结合复杂度也证明了其计算速度优于现有的算法,并且能够很好地校正失配导向矢量。本方法也为求解二次不等式约束问题和提高波束形成算法性能提供了一种思路和途径。     

虚拟小区干扰均衡的波束形成算法

针对下一代无线通信系统(5G)超密网络场景中复杂的干扰问题,给出了以用户为中心的虚拟小区波束形成算法。采用利己利他的波束形成算法,对迫零算法进行利他松弛,以及系统效用拉格朗日函数最大化求解,得到波束形成矢量矩阵,实现了小区内部和小区之间干扰的动态平衡。通过与单纯利己或利他算法的仿真比较,结果表明利己利他波束形成算法可以提高系统吞吐量,获得更大的系统和速率。     

具有固定反馈权的自适应宽带波束形成器设计

将一条具有固定系数的反馈支路引入广义旁瓣相消器(Generalized sidelobe canceller,GSC),设计了一种新的自适应宽带波束形成器。通过逼近包含干扰频带的带通滤波器,离线设计最优反馈权。研究了波束形成器的干扰抑制能力与反馈支路极点个数之间的关系。与现有含反馈波束形成器的仿真对比结果表明:由于本文波束形成器的前向支路与传统GSC相同,降低了自适应权更新的复杂性和运算量;无需极点的自适应更新,具有固有稳定性;极点个数灵活可变,增强了干扰抑制能力。     

下行RIS-NOMA系统交替优化波束形成方法

为了最大化可重构智能反射面(RIS)辅助多输入单输出非正交多址(NOMA)通信系统中的加权和速率，提出了一种分式规划和连续凸逼近结合交替优化主被动波束形成的方法。首先，利用分式规划将加权和速率问题转化成分式问题并解耦信号和噪声功率；然后，分别利用拉格朗日乘子法和连续凸逼近交替优化主被动波束形成，从而将非凸最大化加权和速率问题分解成多个凸优化问题迭代求解；最后，获得主动波束形成的最优解和被动波束形成的次优解。仿真结果表明，所提方法有效地解决了RIS-NOMA通信系统中的波束形成问题，并且用户能够获得理想的速率提升。     

稳健的宽带自适应相干干扰抑制波束形成算法

针对期望信号存在指向误差和多个相干干扰时Duvall结构波束形成器性能下降问题,提出一种稳健的宽带自适应相干干扰抑制波束形成算法。该算法首先将Duvall结构波束形成器与最差性能最优波束形成算法结合,实现稳健的宽带波束形成,然后利用空间响应变化约束（SRV）将宽带波束形成等效为参考频点的波束形成,通过协方差矩阵重构,在相干干扰数目较多时,输出波束仍可以在相干干扰方向自适应地形成零陷。理论分析与仿真实验表明,该算法能够有效抑制多个强相干干扰,具有较好的稳健性。     

基于用户分群的超密集小区网络资源分配

为了降低超密集小区网络中的小区间干扰,给出一种利用用户信干噪比和干扰泄漏计算连续权值的用户分群方案。利用连续权值进行用户分群后,采用次优化的启发式算法为用户群分配资源。仿真结果表明,与现有的用户分群算法相比较,所给算法的系统吞吐量可提升20%~35%,同时单个小区的吞吐量也可提升5%~10%。