阵列天线波束成形技术在宽带CDMA下行链路中的应用

本文利用自适应天线阵列上行链路信号到达角估计信息,并结合导频辅助下行链路信道矩阵估计值,在前人提出的具有反馈特性的自适应发送阵列原理基础上,提出一种简单可行的宽带CDMA下行链路天线阵列波束成形权重计算方法,并进一步分析了到达角估计误差和信道信息反馈时延对权重计算的影响,最后给出系统误码率性能的计算机仿真结果。     

波束成形在TD-LTE-A系统中的性能优化

TD-LTE系统中的波束成形(Beam Forming)会受到收、发天线不对称性的影响。TD-LTE-Advanced(TD-LTE-A)系统中使用上行多天线发送可以解决天线不对称性的问题,因此需要对其分析以优化Beam Forming的性能。通过对上行多天线的信道状态信息(CSI)做特征值(SVD)分解,指出了Beam Forming对下行信噪比(SNR)的改善。针对Beam Forming模式下SNR和链路质量指示(CQI)的差异,提出了一种优化链路自适应的方法。数值仿真验证了优化后的TD-LTE-A相比TD-LTE的Beam Forming吞吐率最大提高了24%,其结论对商用TD-LTE网升级到TD-LTE-A具有显著价值。     

MIMO-OFDM系统中基于波束成形的自适应资源分配技术研究

MIMO—OFDM系统具有空间、时间和频率三维的自由度,结合自适应资源分配技术,使得系统的传输速率、频谱效率及功率利用率等性能进一步优化,同时可以结合波束成形技术进一步提高系统的性能。文章介绍了MIMO—OFDM系统中资源分配的几种方式,分析比较了几种方式的特点和存在的不足,提出进一步研究的内容。     

中继卫星SMA系统反向链路多波束形成技术

对中继卫星SMA(S频段多址)反向链路多波束形成开环数字波束形成算法（DBF）、3种闭环自 适 应数字波束形成算法进行了分析,通过试验验证了开环波束形成算法和闭环波束自适应 形成算法的可行性。试验结果表明,在飞行器捕获、跟踪的不同阶段,采用开环波束形成与 自 适应波束形成相结合是SMA反向链路波束形成的最优方式。     

MIMO系统中随机波束成形算法的研究

文章研究了MIMO(多输入多输出)系统中的随机波束成形(RBF)算法,仿真结果表明:随着用户数的增加,随机波束成形技术可以用最小的反馈获得相干波束成形情况下的吞吐量,并可获得MIMO系统慢衰落信道中下行链路的多用户分集增益和复用增益.     

下行链路广播信道能效优化鲁棒波束成形算法

针对多天线广播下行链路通信系统,研究了一种鲁棒能效联合波束成形和功率分配算法。首先,鲁棒能效优化问题描述为满足一定功率约束的系统和速率与系统消耗之比的最大化优化问题。其次,利用分数规划理论及用户速率与最小均方误差之间的关系,把所描述的分数规划优化问题转化成参数化多项式优化问题。然后,利用拉格朗日对偶及单调优化理论,提出了一种有效的鲁棒能效优化算法。数值仿真结果表明,相对于传统的非鲁棒能效优化算法,所提鲁棒能效优化算法可获得明显的能效性能增益。      

机会波束成形系统中一种新的调度方案

主要研究机会波束成形系统中的调度算法,将宽带无线IP网络调度算法应用于机会波束成形系统。提出了一个保证用户QoS要求的新方案。数值分析表明,所提的方案较之传统的方案在保证系统吞吐量和用户间公平性的同时,也保证了用户的QoS。     

一种用于CDMA反向链路的公共速率控制算法

该文从实际应用角度出发,提出了一种改进的CDMA系统反向链路公共速率控制算法。在该算法中,分组数据业务移动台根据外环功率控制设置点的变化以及反向激活比特依概率控制其自身速率提高或降低。文中对概率取值进行了分析研究并构造了一种复杂度较低的次优解。经过系统级仿真,并与已有的基于反向激活比特的速率控制算法相比较,各项结果显示了改进后的算法能够保持用户服务质量(Quality of Service, QoS),并从一定程度上提高了系统吞吐量和资源利用率。     

一种停机位通信干扰抑制的自适应波束成形技术

目前在最先进的商用飞机上,基于IEEE 802.11b/g协议的航站楼无线局域网系统为停机位处高速无线数据传输提供了一个可行的解决方案。然而,IEEE 802.11b/g协议并不被设计具有抗干扰性能,当前停机位无线通信(指airport gate link)系统受到机场强干扰影响只能提供较低的无线传输速率。提供了一个基于IEEE802.11g协议的自适应波束成形技术来提高当前航站楼无线局域网系统的性能。仿真结果显示所提出的方法可以有效抑制干扰并有效改善系统性能。     

一种稳健的自适应波束形成算法

一般自适应波束形成的主瓣和零陷比较尖锐,当存在指向误差,干扰信号或天线平台快速运动时,若实时处理速度跟不上,将导致干扰抑制能力下降,采用高速处理算法代价太大.本文研究了利用导数约束法来改进广义旁瓣相消器的稳健性,对信号的自相关矩阵进行改进,使主瓣和零陷展宽,仿真试验表明该方法对指向误差和当干扰或天线平台快速运动时都具有很好的稳健性.     

一种改进的稳健自适应波束形成算法

当快拍数较小时,自适应波束形成算法的性能将会降低,而对角加载算法是提高这类自适应波束形成算法稳健性的简单而有效的方法,但是至今没有一种比较有效的方法来确定对角加载值。本文提出了一种确定加载值的方法,这种方法在加载值和协方差矩阵的估计误差之间建立联系,它能够根据阵列的输出数据动态的调整加载值。计算机仿真证实了该算法的有效性。     

基于深度神经网络的自适应波束形成算法

阵列天线接收到的期望信号和干扰信号,其入射的到达角度(Angle of Arrival,AOA)总是快速变化的,而传统波束形成算法计算量大,无法实时计算。针对这一问题,提出了一种基于深度神经网络的自适应波束形成(Deep Neural Network Adaptive Beamforming,DNNABF)算法,用入射信号AOA组成的向量作为网络输入,网络输出逼近最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)算法求得的权矢量。仿真结果表明,卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与DNNABF方法都能准确拟合MVDR算法权矢量,可在入射信号AOA快速变化时自适应地形成波束和零陷,但DNN计算速度相对MVDR有将近6.5倍的提升,训练模型时间也远低于CNN。     

一种适用于DS-CDMA上行链路的自适应盲波束形成算法

本文提出了一种适用于DS-CDMA上行链路的自适应盲波束形成算法,并采用时空联合处理技术将该算法与Rake接收机相结合,给出了一种二维Rake接收机结构图,仿真结果表明,该算法能够快速估计目标信号的导向矢量,对目标方位的变化具有很强的跟踪能力。     

一种改进的平衰落信道特征空间波束形成算法

利用累积量可以估计多用户的空间特征即合成导向矢量，实现空分多址。在小快拍数情况下，累积量方差较大，直接作波束形成，性能较差。本文提出把基于累积量估计出的多用户的空间特征再在二阶统计量估计的信号子空间投影，然后再做波束形成，提高了波束形成的稳健性。仿真结果表明，本算法的性能较求伪逆和直接做波束形成有一定的提高。     

抑制快速运动强干扰的稳健自适应波束形成方法

针对存在快速运动强干扰时自适应波束形成性能的严重降低,提出了一种稳健的自适应波束形成方法。该方法使用零陷展宽技术修改采样协方差矩阵,使其自动地在干扰方位形成展宽的零陷以抑制运动强干扰,同时采用对角加载技术,以增强此方法对系统误差的稳健性,加载量通过约束扫描向量的误差来确定。仿真结果表明该方法能有效地提高当存在快速运动的强干扰时自适应波束形成的性能。     

一种改进的盲自适应波束形成算法

本文在最小二乘恒模（LSCMA）和梯度下降法（SDCMA）的基础上，提出了一种基于预解扩的判决反馈盲自适应波束形成算法，称为LS—SDCMA。本文分别在加性白高斯和多径衰落信道的环境中进行了仿真，仿真结果表明，本文提出的LS—SDCMA算法比传统的LSCMA、OCMA和SDCMA算法具有较强的抗多址干扰能力。     

Combined adaptive beamforming schemes for nonstationary interfering noise reduction

This paper introduces new adaptive beamforming methods for nonstationary noise reduction, designed to be robust against broadband interfering signals. In particular, we propose combined beamforming schemes within a standard adaptive beamforming system, such as the generalized sidelobe canceller (GSC). The novelty of such combined adaptive beamformers relies on the use of different adaptive sidelobe cancelling structures which allow the system to achieve robustness in nonstationary noisy environments. The combined structures are based on the convex combination of two multiple-input single-output (MISO) adaptive systems with complementary capabilities. The whole beamformer benefits from such combination and results to be able to preserve the best properties of each system. We introduce two different adaptive schemes, whose difference lies in the way of combining the MISO systems. Moreover, we present a further adaptive beamforming scheme which generalizes the previous techniques, thus improving the robustness against nonstationary interfering signals in multisource environments. The effectiveness of the proposed systems is also assessed in a nonstationary dense multipath environment. The experiments show that the proposed combined beamforming schemes are capable of enhancing the desired signal even in the presence of nonstationary interfering signals.     

An extended inverse QR adaptive filtering algorithm

A so-called inverse QR algorithm was recently introduced for recursive adaptive filtering under the exponentially weighted least-squares criterion. It has some attractive features, including the absence of inversions. The extension to the multi-channel case does require inversion however. We present a new derivation of the inverse QR algorithm, based on the technique of Sayed and Kailath, for reformulating the above adaptive filtering problem as a state-space estimation problem. A well-known square-root covariance algorithm for the latter problem is shown to directly give (a multi-channel version of) the inverse QR algorithm. A new extended square-root covariance algorithm is then applied to get a new inversion-free ‘extended inverse QR’ algorithm, even in the multi-channel case.     

相干信号源自适应波束形成

介绍了常规自适应波束形成的一般理论,并在此基础上分析了期望信号与干扰信号相干时常规自适应波束形成失效原理,引入了空间平滑技术,给出了空间平滑技术去相干的原理和在自适应波束形成上的应用,同时给出了计算机仿真结果。     

CDMA无线通信正交分级式自适应波束接收机

提出了一种用于CDMA无线通信系统的正交分级式空域自适应波束接收机的结构与算法。与其他相关算法相比,采用该算法后,系统误码性能有明显的改进,尤其是在由多径传播信道引起的相关性信号环境下,效果更为明显。系统采用了新颖的正交分级优化方式,只需进行简单的运算,即可决定其正交级的有关系统参数。正交级数的多少可根据信号环境来决定。系统权值系数的优化分别在各正交级中独立进行,避免了传统优化方法的复杂运算过程。