分布式波束成形的迫零用户选择方案

为了实现在系统总人数大于基站发送天线数条件下,对多小区系统中小区间和小区内用户干扰同时抑制的目的,提出一种基于迫零算法的分布式波束成形的用户选择算法.算法将整体用户分为可一同参与迫零算法和不可一同参与的两类,并利用信道之间的弦距去选择可一同参与迫零算法的用户,实现波束成形向量与未参与迫零的本地信道之间的准正交,同时分析和证明了该算法的有效性.仿真结果表明,新算法在不同发送天线数和总用户数条件下,其吞吐率性能均优于传统算法.     

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.     

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。     

基于自适应算法的三维波束赋形技术

为了针对每个移动终端进行动态的三维波束赋形,使三维波束主瓣对准期望用户并且在干扰用户方向形成零陷,构建了均匀平面阵的二维阵列信号模型,研究了基于最小均方误差算法的全局自适应算法,并在此基础上提出了基于降维的局部自适应算法. 2种自适应三维波束赋形算法可以动态地调整阵列单元的权值,自适应地改变天线阵列的方向图,为用户提供实时的跟踪服务. 仿真结果表明,在一定数量的阵列天线单元的条件下,2种算法均可以实现针对期望用户的自适应三维波束赋形.     

基于区域用户密度的毫米波MU-MISO自适应调度方案

为了解决毫米波信道条件下有限区域内多用户调度问题,提出了一种基于毫米波多用户多输入单输出（MU-MISO）下行链路信道的自适应多用户调度方案.首先,根据各个用户反馈的区域位置信息,基站对用户进行分组,并根据区域的用户密度为每个区域分配适当的射频链资源;然后,基于获取到的各个区域角度范围信息和各区域所分配的射频链数,为每个区域设计通信波束;最后,在综合考虑组内和组间波束干扰的情况下,在用户端为每个满足匹配约束条件的用户确定最佳通信波束,并将该波束的信噪比值和信道质量信息反馈给基站,在基站端,根据用户反馈的信息,为每个区域的通信波束依次选择最佳用户.仿真结果表明,该方案能获得较好的和速率性能,尽管与SUS-ZFBF算法相比有一定的差距,但降低了反馈信息量,而且射频资源的分配方式在一定程度上更能保证用户通信的公平性.     

基于布谷鸟搜索算法的用户选择和干扰对齐

为了实现蜂窝系统中单小区边缘用户正常通信,减少相邻小区间多个边缘用户对本小区边缘用户造成的干扰,提出了一种基于布谷鸟搜索算法的用户选择和干扰对齐算法。该算法首先用布谷鸟搜索算法对小区边缘用户进行选择,接着采用干扰对齐方法消除相邻小区间的干扰,最后通过预编码和基于最小均方差（MMSE）译码方法消除小区内用户间的干扰。该布谷鸟搜索算法与快速排序搜索算法相比具有更低的时间复杂度。数值分析表明与基于迫零算法的译码方法相比,该译码方法能够提高系统容量2 b·s-1·Hz-2,改善误码率4 dB。     

结合零空间交与多播的K用户BC网络分析

由于在多输入多输出网络中自由度受到干扰的影响,故提出一种多用户广播信道多播网络模型以及结合零空间交的迫零干扰消息的新方法．该模型采用“循环模式”为接收端分配期望消息,以构成多播网络;该迫零方法首先根据接收端的干扰消息获取对应的零空间,再取多个零空间的交空间,最后将多个干扰消息同时置于对应的交空间中,即可实现在每个接收端同时迫零多个干扰消息．对于同一个接收端只有一个干扰消息的情况,该迫零方案同样适用．对于该多用户系统,得到了最优天线配置方案及系统自由度的一般化结果．采用Matlab对该系统进行了仿真分析,系统自由度的理论值与仿真结果是一致的．     

透镜天线毫米波MIMO系统中基于开关结构的HBF算法

为了解决毫米波大规模多输入多输出（MIMO）通信系统中复杂的硬件成本和能量损耗的问题,提出了单用户系统中基于自适应开关结构的透镜天线阵列波束赋形方案.与传统均匀线性阵列相比,该方案在不显著降低性能的前提下,可降低波束赋形的硬件成本和能量损耗.结合块对角化（BD）迫零算法,将所提出的混合波束赋形（HBF）方案推广到多用户通信系统,同样可获得较高的频谱效率.     

认知无线电网络中基于检测概率的主用户定位算法

为了解决认知无线电网络中次用户对主用户进行定位的问题,提出了一种加权最小二乘的迭代定位算法。采用两状态马尔可夫模型作为主用户头像模型,能量检测作为次用户的感知模型。该算法可以在不干扰主用户正常工作的情况下,利用次用户之间的合作感知结果进行定位,并估计出主用户的三维地理位置位置信息。提出了一种可以降低定位算法复杂度的简化算法。通过对定位问题进行了理论分析,求出了均方误差的Cramer-Rao理论下界。仿真结果表明,算法的均方误差非常接近理论下界,能有效地估计主用户的三维位置信息,提高定位精度。     

认知双向中继网络下分布式鲁棒波束成形

针对认知双向中继网络下信道状态信息不理想的情况,提出了基于信干噪比(SINR)平衡的分布式鲁棒波束成形算法. 该算法的最优波束成形因子在满足中继总功率和主用户接收端干扰功率受限的条件下,使认知用户在最差情况下的SINR最大化. 通过使用S-Procedure,并引入半正定松弛思想,可将原优化问题转化为凸优化可行性问题进行求解. 仿真结果表明,该算法可有效降低认知用户对主用户接收端的干扰,保证主用户的正常通信,验证了该算法的有效性和鲁棒性.     

合作感知系统中最优合并准则下的用户删除方法

在IEEE802.22标准系统模型下分析了最优合并准则的性能及影响因素. 在此基础上提出了用户删除的方法：通过设置门限去除对最终判决影响较小的用户,从而大幅减少了合作感知的反馈信息,有效节省了反馈信道资源. 理论分析和仿真结果显示,用户删除通过设置合理的门限可有效控制系统的性能损失,同时降低反馈信道资源需求,为进一步的系统优化打下了基础.     

认知MIMO系统中基于博弈论的干扰对齐算法研究

为消除用户间干扰,提高认知无线电多输入多输出（CR-MIMO）系统传输速率,给出一种基于博弈论的干扰对齐算法。该算法首先采用注水算法为主用户进行功率分配,同时设计次用户预编码使次用户信号落入主用户未分配功率的子信道。然后将次用户之间的多条干扰链路构成一个博弈群体进行求解,实现次用户之间的干扰对齐。此外,为最大化次用户传输速率,将次用户功率分配问题转换为布谷鸟鸟巢的选择问题,构造适应度函数,得到最优的功率分配方案。数值分析表明,该算法可以消除主次用户的干扰以及次用户之间的干扰,传输速率比最大信干噪比（Max-SINR）算法高2 b·s-1·Hz-2,同时,结合布谷鸟搜索算法进行功率分配后传输速率高于文献[13]。     

认知无线电最优用户选择协作频谱感知

提出了基于最优用户选择的协作频谱感知方案,通过引入Gerschgorin圆盘理论建立用户选择机制,筛选出信道条件最优的若干个认知用户,由其对应的感知数据空间生成全局判决统计量以实现最优协作感知,并在此基础上提出迭代门限算法,进一步优化感知性能.理论分析和仿真结果表明,该方案无需知晓授权用户信号、信道、噪声功率等先验信息,对噪声功率不确定性具有较强的鲁棒性,且当接收机采样次数和参与协作的用户数都受限时,感知性能仍然很稳定,可作为协作频谱感知的现实可实现方案.     

基于最小误检概率的最优感知用户数目优化算法

频谱感知是认知无线电系统的关键技术之一,协作频谱感知能够提高频谱感知性能。首先定义了修正后的误检概率,然后以能量检测为基础,推导了在不同判决门限下为使误检概率达到最小的最优感知用户数目,并根据最优感知用户数目进行协作频谱感知。仿真结果表明,与传统的K秩准则相比,文章所提算法能够有效提高感知性能。     

基于用户分簇的物理层增强安全多播算法

物理层安全技术是无线网络技术中一项重要的关键技术。在大量多播用户和窃听用户共存的场景中,针对传统物理层安全技术中在波束赋形下增加人工噪声时不能很好地应用于多播传输的问题,提出了一种基于多播用户分簇策略下的物理层增强安全多播算法。首先,具有相近信道矢量的多播用户被分为同一个多播簇,不同的多播簇分配不同的子载波传输多播数据;其次,基于多播用户分簇策略的结果,提出了通过采用联合功率分配和波束赋形设计算法,最大化整个多播系统的安全多播速率;最后,为了降低算法的计算复杂度,提出了新的搜索算法处理联合功率分配和波束赋形设计算法。仿真结果显示：与传统安全多播算法相比,基于多播用户分簇策略的物理层增强安全多播算法不但能够获得更高的多播安全传输速率,而且其计算复杂度也大大低于采用遍历搜索的传统安全多播算法。     

瑞利衰落信道下的异步CDMA多用户接收机

结合了解相关多用户检测的多址去除能力和Ｒａｋｅ接收机的分离多径能力，利用信道的闲信息，用户的激活状太民和多径强度信息动态减小解相关矩阵的阶，实现低计算复杂性的多用户接收机。结果证明，提出的ＣＡＭＡ接收结构既抑制了远近效应，又有效地对抗了瑞利衰落，性能得到了明显的改善。而且，降低复杂性没有带来性能损失。     

全双工小蜂窝中基于最大流算法的用户匹配策略

在全双工基站使能的新型小蜂窝中,考虑用户间同频干扰对服务质量的影响,提出了一种最大化满意用户对数的上下行用户匹配策略,用于服务质量敏感的各类新型通信业务.首先依据用户的速率需求和其可达的实际传输速率,构造包含所有潜在满意上下行用户对的匹配可行图;再将可行图转化为单位容量网络,并证明单位容量网络的最大流数目即为最大满意用户对数目,最终由最大流路径推导出最优匹配策略.仿真结果表明,所提策略可获得超出最大和速率策略两倍的满意用户对数,且仅具有多项式级的复杂度.