全空域球面相控阵波束形成器的优化设计

针对目前全空域球面相控阵测控系统工程应用中波束数量、信号瞬时带宽等数字波束形成器性能和复杂度难以兼顾的问题，分析了常规波束形成方法在基于半球形结构的S频段大型共形天线阵列工程应用中的局限，给出了一种基于子阵划分的宽带数字波束形成器优化设计方法，通过优化幅相和时延补偿方式，使算法不受子阵尺寸限制，工程实现复杂度较低。系统建模和仿真验证表明该方法可以获得良好的瞬时带宽性能，具有较好的工程应用价值。     

一种基于信干比门限反馈的MIMO下行系统自适应传输策略

以降低系统反馈为目标,提出一种在多天线下行系统基于信干比门限反馈的自适应传 输策略。基于正交随机波束成形,提出仅当用户最大信干比超过门限时才将最大信干比和对 应的波束序号反馈给基站,并给出了系统平均总速率与该信干比门限的关系表达式。仿真结 果表明,通过选取有效的信干比门限,可在几乎不降低总速率的情况下,系统反馈极大降低 。     

基于深度学习的毫米波系统波束成形

针对高移动用户在毫米波系统中用户与基站之间频繁切换增大延迟开销问题,提出了一种新颖的集成深度学习协调波束成形（Deep Learning Coordinated Beamforming,DLCBF）解决方案。该方案通过协调多个基站同时为一个移动用户服务,接收用户上行导频序列和预编码码本训练模型,进而预测最佳下行波束向量,克服了大型天线阵列毫米波系统中选取最佳波束成形向量需要的巨大训练开销。仿真结果表明,所提方案与传统的毫米波波束成形策略相比有更高的频谱有效率。     

Labeling-based Zero-forcing Beamforming for LTE MU-MIMO

提出了一种聪明的TD-LTE MIMO操作模式,它结合了波束成形技术和闭环反馈MIMO的优点。 当eNB获得UE上行SRS参考信号的信道信息,L1进行基于码本的信道估计量化和标签化。L1将标签上传到L2,L2基于标签进行多用户调度,这样较好地解决了基于迫零的UE配对和L1/L2间跨层资源分配这两个问题。L1无需更多计算便可生成波束成形的预编码矩阵。同时,提出了在可接受的次优性能下一种易实现的一般性框架。为了达到目标,给出了新的码本设计标准和快速预编码矩阵的生成算法。     

一种稳健的多径估计和抑制算法

针对通信系统中多径干扰难以估计和抑制的问题，提出了一种地面采用智能天线自适应跟踪的方法。以均匀直线阵为基础，采用前后向空间平滑算法对阵列接收相干信号进行预相干处理，再利用MUSIC（Multiple Signal Classification）算法实现信号来波方向（Direction of Arrival，DOA）估计，应用一种新的对角加载稳健波束形成技术减小主峰偏移，实现多径干扰抑制。仿真分析验证了所提算法的正确性和有效性，系统具有良好的稳健性，具有较高的工程实践价值。     

快衰落信道条件下无线中继系统波束形成方案

随着设备小型化的发展趋势,天线间距较小,信道具有相关性;且假设发射端处于高速移动状态,无法获得完全信道状态信息,只能根据部分信道状态信息设计发射端波束形成方案。针对发射端和接收端配置多天线的固定增益放大转发无线中继系统,以最大化接收端信噪比为准则,设计了基于部分信道状态信息的波束形成方案,推导了系统中断概率和平均误符号率的闭合表达式,通过仿真验证了性能分析的有效性和所设计方案的优越性。在平均误符号率为10-2、相关系数为0.8时,所提方案比反馈信道状态信息的方案节约1.6 dB的信噪比。     

一种用PN码校正相控阵天线通道误差的新方法

为了校准相控阵天线通道间幅相误差,实现精确的数字波束形成,给出了一种用伪噪声序列（PN）码作为校准测试信号的在线校准方法（校准和通信可同时进行）。该方法由特定的校准站发送校准测试信号,被天线各阵元接收,并通过存在误差的各通道,在接收端用与发端相同的PN码作为本地信号与接收信号逐通道做相关运算,对各通道的相关峰值做比较可求出校准矢量进而完成校准。仿真结果表明,该方法可以有效校准相控阵天线通道间的幅相误差,校准后的波束方向图接近理想的波束方向图。     

基于博弈论的多基站协作波束成形

为抑制小区间干扰,提出了一种基于博弈论的多基站协作波束成形算法,并将该算法应用于多基站协作通信系统模型。该算法是在已知其他小区策略选择的情况下,最大化自身利益的迭代算法。在此基础上研究了将最大化用户速率问题转化为效用函数优化问题进行求解,然后证明其纳什均衡的存在性和唯一性,最后给出求解纳什均衡的步骤。仿真结果表明,相对于非协作算法,所提算法在期望用户方向上保持较高的增益,同时有效地零陷干扰用户,达到抑制小区间干扰的目的,并且具有很好的收敛性。     

基于累积量的盲自适应波束形成技术

本文研究了在阵列信号处理中使用累积量的问题，以及在相干多径环境中基于累积量的盲自适应波束形成技术。该技术能在阵列几何结构和阵列流形未知的条件下，自适应调整权系数使阵列输出的信号干扰加噪声比最大。     

几种自适应波束形成方法的对比

波束形成在无线通信、雷达、声呐等阵列系统中具有广泛应用。数字波束形成通常是基于接收信号的阵列响应和协方差矩阵的估计设计。由于天线增益、相位、波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)和协方差矩阵估计的误差会导致导向矢量(Steering Vector,SV)产生模型失配,而这种模型失配会导致波束形成性能的下降。针对以上问题,给出了基于精度矩阵收缩估计的方法,采用了线性脊估计结构且用数据驱动和留一交叉验证来选择参数。通过Matlab仿真,研究了当存在模型不确定性时,基于精度矩阵收缩估计的方法以及基于协方差矩阵收缩估计和干扰加噪声协方差矩阵重构等方法的鲁棒性。结果显示,当存在模型失配时,基于精度矩阵收缩的波束形成方法在低信噪比时具有更优的鲁棒性。