基于分簇波束成形算法的MIMO-OFDM系统信道容量的分析

提出了一种在有限反馈条件下多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中基于信道容量的分簇波束成形算法。该算法针对MIMO-OFDM系统在高信噪、低信噪比等不同情况时选择不同的波束成形向量来提升系统的容量。根据簇间、各子簇间均存在一定的相关性,设计出了次优波束成形算法。通过对所提出的算法仿真可知,在高信噪比、低信噪比情况下针对系统容量采用分簇的波束成形算法能够在一定程度上提升MIMO-OFDM系统在确定性信道与随机性信道的信道容量。     

基于相空间重构方法的三维MIMO无线信道预测

第五代(5G)无线通信网络采用的大规模多输入多输出(MIMO)技术需要大量空口资源估计和反馈MIMO信道。除优化导频、估计和反馈设计外,对信道衰落的预测也是节约空口资源的有效途径。运用相空间重构方法研究三维信道模型相关的相空间重构参数,提出一种基于经验知识的小样本在线学习方法,对MIMO信道系数和信道容量进行预测。研究发现无线信道数据具有混沌性,相空间延迟时间和嵌入维数服从一定分布,因此可以作为实时预测的先验参数进行设定。实验结果表明,该方法预测效率比传统ARMA方法提升6倍左右,信道容量的平均误差最小为5.91%。最后,采用某市区的实测数据验证相空间重构方法的有效性,信道容量的预测平均误差最小为0.91%。     

MIMO单用户系统的线性预编码及应用分析

多输入多输出(MIMO:Multi-input Multi-output)技术是下一代移动通信系统的关键技术,其预编码(Precoding)技术是MIMO技术的重要组成部分。文章分析了MIMO系统中基于最小均方误差准则(MMSE)的预编码技术,将MIMO信道对角化为特征子信道,并给出一套加权值,根据不同的加权值设计各种不同的预编码方案应用分析,实验仿真证明了该准则下预编码各种方案情况下的应用分析正确性。     

LEO通信卫星多波束天线构型方案设计

针对低轨道(LEO)通信卫星的特点,进行星载多波束天线的系统级分析和规划.首先,对天线体制选择多波束天线的原因进行了论述.基于卫星覆盖范围的指标,进行了7波束等覆盖面积方案下波束指标的计算,给出了波束宽度、夹角等系统指标.然后对阵列天线方案进行了详细论述.最后对波束形成方案以及复用方案进行了设计和分析。     

基于发射端相关的MIMO系统线形预编码的研究

在MIMO(multiple inputmultiple output)通信系统中,当发射端完全已知信道的状态特性时,接收与发射端的联合优化设计可获得较好的通信性能,然而由于实际MIMO通信系统中往往发射天线是相关的,只知道相关特性,并不知道信道的特性.本文提出基于发射天线相关系数矩阵分解MIMO系统线形最优预编码的设计方案.Monte Carlo方法仿真显示,具有明显的预编码增益性能.该设计方法可以应用到实际的具有反馈的无线多天线通信系统中.     

多用户MIMO系统预编码技术的研究

在多输入多输出(MIMO)多用户通信系统下行链路中,当发射端知道信道状态特性(CSI)时,即对发射端进行预编码设计,使接收与发射联合处理可获得较好的通信性能.本文着重分析目前MIMO多用户系统下行链路的三种预编码技术,印直接信道求逆的迫零预编码、规范的信道求逆预编码和基于THP预编码.分析了迫零预编码性能不好的主要原因,可以由规范的信道求逆预编码进行改进,并得出非线形预编码THP预编码性能优于前面两种线形预编码.MATLAB仿真结果证明了以上分析.     

MIMO快时变信道中的正交空时块码及其检测

针对MIMO(Multiple Input and Multiple Output)系统中传统的正交空时块码(O-STBC:Orthogonal Space-Time Block Codes),方案在时问选择性衰落信道中出现误差平台,提出了在四发射天线下有效而简单的解决方案,在接收端得到一个简单的迫笨译码器,该方案可以推广到任意的多天线系统中.性能分析和Matlab仿真进一步证实了这一策略的有效性.     

一种基于数字波束形成的抑制星载SAR距离模糊的方案

天线波束形成是改善星载合成孔径雷达(SAR)距离模糊的主要手段之一.提出一种宽零陷波束形成算法,该算法能够在星载SAR模糊区回波方向形成特定深度的宽零陷,从而对模糊区回波进行有效抑制.以一个星载SAR系统为实例,对该方案的性能进行了分析,仿真结果显示该方案的可行性和有效性.     

MIMO在无线通信技术中的应用

论文首先介绍了MIMO即多输入多输出的相关原理,指出MIMO技术可以成倍地提高无线信道容量。然后介绍了信道编码和MIMO技术相结合的空时编码技术,重点阐述了V-BLAST系统。最后讨论了智能天线的相关概念以及它在无线通信中的应用。     

基于数字波束形成的合成孔径雷达干扰抑制方案

提出一种基于数字波束形成(DBF)的机载SAR自适应干扰抑制方案.该方案根据干扰的方向,在成像的过程中,实时地调整接收波束方向图,使得主波束对准成像区域,同时在干扰方向形成零陷.为了在成像过程中,只对波束进行有限次调整,采用了宽零陷波束形成算法.并对该方案的性能进行分析,仿真表明了该方案的可行性和有效性.     

毫米波MIMO系统中基于射频链路选择的高能效混合预编码设计

为减少射频链路开销的同时满足系统高容量需求,提出使用有限射频链路的毫米波混合数模预编码,以实现硬件成本和系统性能的折中。在多用户毫米波MIMO系统下,首次提出基于射频链路选择的高能效混合预编码算法。首先利用预设的模拟预编码码本将原三元耦合变量联合优化问题转变为稀疏数字预编码优化问题。由于问题非凸非线性,接着利用顺序凸近似与分数规划理论,设计一种迭代求解算法。仿真结果表明所提算法在能效上十分逼近于穷举法并显著优于其他算法。     

MIMO多向中继信道在完整数据交换模型下的自由度

多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）多向中继信道（multiway relay channel,mRC）的自由度（degree of freedom,DoF）分析是近几年的研究热点。研究半双工通信下两个用户集群,每个用户集群中K个用户的MIMO mRC可达到的DoF。其中,考虑完整数据交换模型,即用户集群中每个用户希望与此集群中其他所有用户交换信息。结合物理层网络编码,并利用信号对齐技术设计用户端和中继端的处理矩阵,优化系统可达到的DoF。通过对上行和下行链路分别设计信号对齐,并优化时隙分配,得到半双工通信下系统可达到的DoF。另外,当上行和下行时隙相等时,将结果推广到全双工通信,并验证了该信号对齐方案可以达到全双工通信目前最优的结果。     

数字PID控制器的硬件优化设计

研究了PID控制器的数字电路实现方法. 通过对数字PID算法进行流水线设计,提高了算法运行效率;通过对加法器和乘法器采用有符号二进制小数操作,减小了电路面积. 该算法在Actel AFS600芯片上实现,仿真结果表明了该方案的可行性和有效性.     

Proteus软件在单片机虚拟仿真中的应用

Proteus是一种低投资的电子设计自动化软件,可以实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等功能。用于仿真单片机和周边设备时,可以支持51系列、AVR、PIC等多种常用的MCU类型。本文主要介绍Proteus软件在单片机虚拟仿真中的应用。     

基于带内自回传小基站系统的干扰抑制方案

基于带内自回传小基站系统,提出一种以用户为中心动态成簇的部分协作干扰抑制方案。根据带内自回传小基站复用接入与回传无线资源的特点,形成以最大化系统下行接入链路吞吐量为目标,联合回传链路资源分配与接入链路预编码设计的优化问题。由于所提问题难以获得最优解,基于凸松弛和分块坐标下降方法,提出一种次优的迭代求解算法。仿真结果表明所提算法能根据回传速率调整协作簇的大小,均衡小基站回传负载,提升系统接入链路的吞吐量。     

基于四阶累积量的CSPRIT算法

分析了基于二阶统计的CSPRIT算法在空间相关高斯噪声环境中存在的问题,提出将四阶累积量与CSPRIT算法相结合,处理一维二元相移键控信号（BPSK）和多元幅移键控信号（MASK）,实现信号到达角（DOA）的估计和波束形成器的构造。与基于二阶统计的CSPRIT算法相比,基于四阶累积量的改进算法能够有效抑制空间相关的高斯噪声,提高信号估计精度。计算机仿真验证了该算法的有效性。     

蜂窝网络下的SWIPT-D2D通信资源分配

无线信息与能量同步传输(SWIPT)作为一种重要的射频能量采集技术,可使能量受限设备在通信的同时采集射频能量补充电能。针对蜂窝网络下的设备到设备(D2D)通信系统,研究D2D接收端利用功率切片技术同时进行信息解码与射频能量采集时的资源分配问题。为保证D2D接收端在高射频能量采集需求下的高信息解码速率,提出D2D通信一对多的频谱复用方案,允许D2D设备复用多个蜂窝上行链路频谱进行通信,网络中的所有用户设备作为分布式的射频能量来源对D2D接收端充电。在此场景下,对包括频谱匹配,功率控制和功率切片控制在内的系统资源分配进行联合优化,在保证D2D接收端射频能量采集需求和各通信链路速率需求条件下最大化D2D通信总速率。以上优化问题为非凸形式的混合整数非线性规划(MINLP)问题,难以求得最优解。因此基于贪心思想和凸逼近理论提出两层资源分配算法。仿真结果显示,该算法对比其他资源分配策略,在满足用户设备能量和速率需求前提下显著提升了D2D通信总速率。     

基于回交理论的大型集装箱起重机产品杂交配置设计

为实现大型集装箱起重机产品的杂交配置设计,根据产品实例模板进行产品实例模板基因化和编码.在考虑实例模板与客户需求相似度的基础上,建立实例化产品的杂交配置设计评价模型.将回交理论、模板理论应用于产品杂交配置设计,绘制回交理论的遗传学效应及基于回交理论的大车行走机构杂交配置设计示意图,给出基于回交理论的产品杂交配置设计流程.通过选取初始种群、确定轮回亲本、引入回交因子,改进基本的差分进化算法,提出一种基于回交理论的差分进化算法.大车行走机构杂交配置设计实例表明,该设计流程和算法能够在较短时间内实现产品的优化配置.     

面向三维信道幅值预测的自适应神经网络

针对在采用massive MIMO（multiple-input multiple-output）系统的5G网络规划中,使用传统的系统级仿真方法获得信道幅值的计算量和时间开销非常大的问题,提出一种基于BP（back propagation）神经网络的自适应神经网络来预测massive MIMO系统的信道幅值。自适应神经网络由基本BP子神经网络和特征降维BP子神经网络组成,可实现对给定训练集和预测集的自适应,基于用户射线追踪数据快速准确地预测用户的信道幅值。仿真结果表明,所提出的自适应神经网络在得到与系统级仿真方法精度接近的信道幅值的同时,可大幅降低获得信道幅值的时间开销;并且与采用传统BP神经网络相比,可以明显降低训练时间、预测误差大的用户数和平均预测误差。     

基于阻力和EEDI的船舶主尺度要素多学科设计优化

为寻找高效节能船舶主尺度要素,以一艘多用途船作为研究对象,从多学科设计优化的角度入手,根据普鲁哈斯卡假设和三因次换算方法将船舶阻力参数化,采用等效能效指数将船舶能效设计指数(energy efficiency design index,EEDI)参数化,使其均为船舶主尺度要素函数。选用合适的多学科设计优化模型,运用第二代非支配排序遗传算法(second generation non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)得到优化的船舶主尺度要素。对原船进行船型变换,得到优化船。利用CFD进行数值模拟,验证优化船的阻力性能和EEDI优于原船的阻力性能和EEDI,达到优化的目的。