波束成形

摘要： 针对大规模毫米波多输入多输出(MIMO)数字波束成形射频链多、成本高且功耗大等难题,研究了低硬件复杂度和功耗的混合波束成形算法,基于第三代合作伙伴计划(3GPP)的TR 38.901 V16.1.0构建了毫米波无线信道仿真模型,以系统“和速率”最大化和总发射功率最小化为优化目标,获得了基于压缩感知的波束选择算法。仿真结果表明:本文所研究基于压缩感知波束选择算法的混合波束成形系统“和速率”随着用户数K近似对数增长。系统“和速率”会受到多用户干扰的限制,在信噪比为10 dB且用户数K较大时,波束选择算法比全数字多用户波束成形算法的系统总发射功率高约2 dB,但波束选择方案有着较低的系统复杂度。

摘要： 针对基于光电混合架构的无人机中继通信系统下行链路多用户传输场景,提出了一种基于统计信道状态信息的波束成形方案,并进一步分析了系统的中断概率。在该混合架构中,基站—无人机链路和无人机—用户链路采用自由空间光技术和射频传输完成通信过程。在已知RF链路统计信道状态信息的情况下,首先提出了一种波束成形方案以抑制用户间干扰,实现所有用户同时通信,提升了系统的频谱效率。然后,在自由空间光链路和射频链路分别服从Gamma-Gamma分布和Nakagami-m分布的条件下,推导出了系统中断概率的闭合表达式。进一步,得到了高信噪比条件下中断概率的渐进表达式,获得了系统的分集度。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性以及所提方案的优越性。

摘要： 为解决非视距场景下毫米波多用户多输入单输出(MU-MISO)系统下行链路的可靠性通信问题,提出一种分布式智能反射表面(IRS)辅助多用户通信的联合波束成形设计方案。考虑功率和恒模约束,以用户加权和速率最大为目标,将基站有源波束成形和多个IRS无源波束成形联合建模为非凸优化问题。利用闭式分式规划技术解耦该联合优化问题为易于求解的等价问题。根据近似线性规则和分布式连续凸近似规则,采用非凸块坐标下降算法分别交替优化有源波束成形和无源波束成形矩阵,并给出了所提算法的收敛性证明和复杂度分析。仿真结果表明,所提算法可以快速收敛,并且与2种基线算法相比,在降低复杂度的情况下能有效地提高系统传输速率。

摘要： 针对多天线中继系统中继节点面临的可用能量受限问题和存在的严重信息泄露隐患,提出了一种基于能量采集技术的联合中继波束成形和多天线友好干扰机协作干扰的物理层安全传输方案.首先,构建基于放大转发(Amplify-and-Forward,AF)模式的多天线协作中继网络,其次,中继节点和友好干扰机在时隙切换(Time Switch,TS)策略下进行能量采集和保密信号传输.接着,以系统保密速率最大化(Secrecy Rate Maximization,SRM)为目标,在满足中继节点和友好干扰机采集能量约束条件下,联合设计出最优中继信号传输波束成形矩阵、人工噪声(Artificial Noise,AN)协方差矩阵和时隙切换系数.然而,由于条件约束,导致该SRM问题为非凸问题,故通过结合半定松弛(Semi-Definite Relaxation,SDR)技术以及拉格朗日对偶理论,设计出一种双层优化算法求得最优解,并且,为了降低复杂度和对比方案性能,给出了一种基于迫零预编码的次优传输方案.最后,仿真结果表明,所提方案能够显著提高系统保密性能,具备一定抗窃听攻击能力.

摘要： 随着机体噪声逐渐成为民机降噪的关键,作为典型气动噪声源的翼型噪声是未来更低噪声民机必须关注的部分。中低雷诺数下尾缘离散噪声存在阶梯的频率速度关系、层流要求以及偶极子噪声等特征,其噪声机理涉及稳定性理论和反馈回路。尽管尾缘噪声的产生出现和强度都得到比较广泛的研究,但尾缘噪声的空间分布研究尚不充分。基于二维平面麦克风阵列,小波系数和CLEAN-SC算法对于尾缘噪声进行时频域分析。实验在北航D5气动声学风洞进行,使用Kevlar布构成的闭口实验段对于300 mm的NACA0012翼型进行噪声研究。通过实验中发现的固定频率范围内存在强度维持现象,基于小波分析拆解出对应的空间时域上声源强度的位置间歇性移动,提供可能存在的反馈回路内部更为复杂噪声机理的依据。

摘要： 为了提高无线通信安全性,研究了无人机辅助场景下的隐蔽通信问题,使用具有波束成型技术的移动无人机对检测方进行干扰,分析并研究该场景下的隐蔽通信性能。首先,对无人机干扰场景下的系统模型进行建模,基于假设检验理论对2种场景下的检测方最优检测门限进行分析;基于所得最优检测门限,对3种情况下平均隐蔽概率进行分析;考虑到无人机会同时对合法接收方造成干扰,采用中断概率对隐蔽通信可靠程度进行判定;设计最优算法对最大隐蔽吞吐量进行求解;最后,通过仿真实验对最优算法进行验证,确定多种情况下系统平均隐蔽概率、隐蔽吞吐量和发送功率、无人机位置、无人机飞行速度以及隐蔽性要求、可靠性要求之间的关系,验证了所提最优算法的有效性。

摘要： 与地面无线通信系统相比,卫星通信的广域覆盖特性使得信息安全传输问题成为该领域更具挑战性的研究课题.为了提升多播传输模式下卫星通信系统的物理层安全性能,本文针对不同信道状态信息(Channel State In⁃formation,CSI)研究了两种安全波束成形(Beamforming,BF)算法.在合法用户和窃听者CSI均准确已知的条件下,提出了基于半正定规划(Semidefinite Program,SDP)和惩罚函数相结合的安全BF算法;在合法用户CSI准确已知但窃听者CSI存在误差的条件下,提出了一种迭代的鲁棒安全BF算法.最后,计算机仿真不仅验证了本文所提BF算法的正确性和有效性,而且展示了所提出的鲁棒算法能够有效地降低信道信息误差对系统安全性能的影响.

摘要： 以智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的无线携能通信(simultaneous wireless information and power transfer,SWIPT)系统为背景,研究了该系统中基于能效优先的多天线发送端有源波束成形与IRS无源波束成形联合设计与优化方法。以最大化接收端的最小能效为优化目标,构造在发送端功率、接收端能量阈值、IRS相移等多约束下的非线性优化问题,用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)求解。采用Dinkelbach算法转化目标函数,通过奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和半定松弛(semi-definite relaxation,SDR)得到发送端有源波束成形向量。采用SDR得到IRS相移矩阵与反射波束成形向量。结果表明,该系统显著降低了系统能量收集(energy harvesting,EH)接收端的能量阈值。当系统总电路功耗为−15 dBm时,所提方案的用户能效为300 KB/J。当IRS反射阵源数与发送天线数均为最大值时,系统可达最大能效。

摘要： 2.1 GHz频段重耕是城区5G网络部署需要研究的重要课题。分析了仿真预测网络覆盖存在的缺陷。考虑绝大部分5G基站与LTE同址并采用相同或相似工参的情况,提出了基于LTE测量报告的2.1 GHz和3.5 GHz 5G SA覆盖评估方法。该方法首先建立同址2.1 GHz和3.5 GHz 5G SA覆盖差异模型并通过测试验证其准确性,然后根据LTE测量报告、覆盖差异模型及速率与链路损耗关系评估两个频段的覆盖质量。评估实例表明,因城区LTE网络覆盖具有10 dB余量,同址20 MHz带宽内的2.1 GHz 5G重耕仅在1~10 Mbit/s上行速率覆盖率较3.5 GHz有1.3~5.2个百分点的增益。

摘要： 卫星通信在下一代通信协议中扮演了一个重要的角色,这给研究者带来了机遇与挑战。为有效、灵活地利用卫星载荷资源,波束成形是必不可少的技术。为探寻更优的波束成形技术,首先对比光实时延迟线所组成的光控波束成形与传统模拟波束原理。基于光实时延迟线的相控阵波束成形技术在满足卫星通信中体积小、重量轻、功率低需求的同时还可轻易实现在波束扫描的过程中无斜视。然后分析不同技术路径下光实时延迟线的波束成形技术的优势与约束,如基于微型环谐振腔阵列、基于光栅延迟线、基于多路径切换与光开关和基于波长选择性的光实时延迟线。最后总结光控波束成形技术研究现状,提出在卫星互联网中实现的可能性,并对其未来发展方向进行预测。

摘要： 方向调制作为一种安全的无线物理层安全传输技术,是未来无线通信物理层的安全传输最具竞争的候选技术之一.方向调制合成方法直接影响其安全性和性能,提出一种新型的波束成形组合:人为噪声波束成形向量最大化噪声到非期望方向,有用信号的波束向量在期望方向最大化信干噪比.相比于正交投影的方案,仿真结果表明:所提方案主瓣的误比特率性能有一定改善,安全速率有一定提高.所提算法可用于未来移动通信、卫星通信、空间通信等场景.

摘要： 采用多波束的卫星移动通信系统,庞大数量的波束不仅可以满足大容量需求,同时还可以通过提高AEIRP满足移动用户设备低功耗、小型化的需求.然而,由于受到重量和功率的限制,基于星上载荷技术来实现多波束的波束成形越来越难.GBBF技术应运而生,它通过增加地面复杂度来换取星上的轻载荷,并且能使卫星通信系统的灵活性更强,生命周期更长.对GBBF卫星通信系统的系统组成进行分析,为解决GBBF系统馈电传输面临的馈电链路带宽及严格的幅度相位相关性需求两点问题,进行CDM体制下的大容量馈电链路技术研究.

摘要： 针对超声相控阵成像中的波束合成问题,研究了现有的波束成形技术,并对比了标准相控聚焦和动态深度聚焦的差异,据此设计了一种超声相控阵波束成形器,实现了实时波束成形、动态深度聚焦、幅度加权等功能,具有实时性强、延迟分辨率高、控制灵活方便等特点.

摘要： 文章重点研究对比了基于放大转发的双向中继的三种波束成形技术——最大化和速率、最小均方根误差和迫零,通过引入信道估计误差Gauss-Markov模型,提出了修正的MSR方案.仿真结果表明:在和速率与误码率的性能上,MSR优于MMSE和ZF;在计算复杂度上,MSR计算量最大,ZF复杂度最低;当高斯-马尔科夫误差模型被采用后,随着信道估计误差的增大,MSR性能会变差,当信道估计误差系数β小于等于0.03时,信道估计误差的影响可忽略.

摘要： 为了减少小区间干扰给用户通信带来的不利影响,研究了多小区通信系统协作传输技术。提出了一种联合优化多小区基站和中继波束成形权重的迭代优化策略,在用户信干噪比限制下达到了最小化系统总功率的目标。利用半正定放松技术把上述优化问题转化为半正定规划问题,从而通过内点法得到最优解。仿真结果表明,提出的多小区基站和中继波束成形权重的迭代优化策略只需要有限的几次迭代就可达到最优的性能,并给出了在性能与基站天线和中继数目之间的折中,从而利用最少的系统资源,达到降低相邻小区用户干扰,保证用户的正常通信质量的目标。

摘要： 汽车毫米波雷达是汽车智能驾驶辅助系统(ADAS)与自动驾驶领域重要的传感器,可为车辆提供环境目标的距离、速度和方位角.随着AEB与ACC系统的普及与国内外汽车安全技术法规的推动,现有雷达一般采用SIMO单发多收体制,分辨能力较差,难以实现多车道内相近距离的多目标有效区分.本文提出了的基于频分复用(FDM)的MIMO体制波束成形技术,采用两发八收的天线,两个发射天线同步发射频率不同的波形,从而接收天线可以区分.通过仿真分析与实验验证,实现了水平和俯仰的分辨能力的3D雷达,雷达水平方向测角精度1度,能满足AEB与ACC系统在城市复杂道路条件下的目标区分能力;俯仰方向测角精度2度,可以有效剔除桥梁,隧道,广告牌等俯仰目标的干扰.实验证明该方法可以提高雷达的角分辨率.系统下一步将对发射波形进行优化,增加对行人、障碍物等小目标的探测与分辨能力,进一步提高雷达的在ADAS与自动驾驶领域的探测性能.

摘要： 波达方向估计DOA的主要算法包括基于时延的估计方法，基于波束成形的估计方法及基于高分辨空间谱估计的方法。这些算法的本质都是通过对不同信道接收到的信号进行简单延时，求和处理后得到最大相关峰的位置，确定不同信道信号间的时延量，进而计算目标方位。基于耳蜗模型的定位算法中有Jeffress等人提出的基于一致性估计模型等。这类算法从本质上讲也是通过对不同信道的信号进行延时来确定时延量，而同样基于耳蜗模型的5tereausis定位算法与上述的时延定位算法最大的区别在于其没有引入任何的时间延迟单元。这就给被动目标定位的研究提供了新的思路口对于定位算法来讲，比较重要的评价指标有算法的鲁棒性，指在噪声环境中的定位能力，算法的复杂度及阵列所要求的孔径等。本文通过仿真研究Stereausis定位算法在被动扫标探测中的性能，同时将仿真结果同时延定位算法的结果进行比较，以分析Stereausis定位算法在被动定位中的应用价值。

摘要： 讨论了多天线有限比特反馈的OFDM系统中各子载波预编码集的统一构造方法。通过发射端的波束成形将多天线OFDM无线信道等价为独立的并行子信道，利用各子载波信道的相关性，结合有限比特反馈预编码集的最优设计，推导了多发射天线下OFDM系统中子载波的预编码集的统一构造方法。数值仿真表明，各个子载波的预编码集的统一构造方法可使接收端信噪比接近最优波束成形方法1dB内。该方法避免了各子载波单独构造预编码集所带来的系统的复杂性，使有限比特反馈下的OFDM系统的实际应用成为可能，可为带反馈信道的多天线OFDM系统设计提供参考。

摘要： 针对航天器与地面站下行链路的通信过程,通过合理假设该链路信息,建立了一个MISO中继窃听信道数学模型,该模型含有一个源卫星、一个中继卫星、两个窃听节点以及K个合法地面站.通过设计最佳的功率分配策略,使得多波束中继卫星在满足合法地面站一定安全速率要求的同时最小化其发送功率,使得安全性与效能能够同时达到最大化.

摘要： 针对航天器与地面站下行链路的通信过程,通过合理假设该链路信息,建立了一个MISO中继窃听信道数学模型,该模型含有一个源卫星、一个中继卫星、两个窃听节点以及K个合法地面站.通过设计最佳的功率分配策略,使得多波束中继卫星在满足合法地面站一定安全速率要求的同时最小化其发送功率,使得安全性与效能能够同时达到最大化.

摘要： 本发明公布了一种用于产生追踪移动用户的波束的多波束卫星天线波束成形网络装置及波束成形方法，包括波束产生及资源分配模块、变系数波束加权网络、可编程开关阵列、馈源信号合成网络、波束移动性管理控制模块；可编程开关阵列：包括多个横行、多个纵列、位于横行与纵列交叉点上的开关，通过闭合开关连通阵列中的横行与对应纵列；本发明能够实现卫星多波束天线各波束在系统覆盖区域内连续扫描的效果，可独立于不同通信传输体制，可解决现有固定多波束卫星系统中为实现跨波束小区服务需要进行越区切换等复杂的移动性管理问题。

摘要： 本申请提供一种波束成形装置、控制波束成形的方法、装置及设备。波束成形装置包括：基带单元、预编码模块、至少两组通道、S个合路器组和S个天线子阵，每组通道包括S条通道，每条通道包括依次连接的数模转换器DAC/模数转换器ADC、射频收发模块、功分器和移相器阵列，S为大于或等于1的整数；其中，预编码模块的一端与基带单元连接，预编码模块的另一端分别与至少两组通道中每条通道中的DAC/ADC连接；S个合路器组中的每个合路器组分别与至少两个移相器阵列和一个天线子阵连接，至少两个移相器阵列中的每个移相器阵列分属于不同组通道，每组通道的移相器配置相互独立。本申请提高了可以接入至卫星的终端设备的数量。

摘要： 本申请提供一种用于子阵波束成形系统的功放电路和子阵波束成形系统。本申请子阵波束成形系统包括多个发射通道，发射通道包括依次连接的信号预处理模块、第一数模转换器、射频链路及子阵模块，子阵模块包括至少一个天线阵列模块；功放电路包括多个功放子电路，功放子电路包括依次连接的包络信号生成电路、电源调制模块及功放单元，功放单元包括至少一个功率放大器；多个功放子电路与多个发射通道一一对应；针对各个发射通道，对应功放子电路中的包络信号生成电路的输入端连接至发射通道中的连接点，对应功放子电路中的至少一个功率放大器分别设置于发射通道中的各天线阵列模块的输入端。本申请提高了子阵波束成形系统的功放效率。

摘要： 这里所公开的是通过在下行子帧的多个正交频分复用(OFDM)符号中发送下行控制信道到用户设备(UE)来使用或实现控制信道中的动态波束成形的装置、系统、以及方法。所述多个OFDM符号中的第一OFDM符号能够在第一方向中使用第一波束成形参数来发送，以及所述多个OFDM符号中的第二OFDM符号能够使用不同于第一波束成形参数的第二波束成形参数并且在不同于第一方向的第二方向中发送。所使用的OFDM符号的数量、以及其他参数能够在后续子帧中动态调整。描述了其他实施例。

摘要： 本公开提供了波束成形的方法和波束成形设备。该方法的一个实施方式包括：产生波束成形矩阵，包括得到多天线发送器和接收器之间的多输入多输出(MIMO)的信道矩阵，基于所述信道矩阵的奇异值分解，确定初始波束成形矩阵；产生最终波束成形矩阵，包括基于信号特性针对多载波信号的至少一个子载波将所述初始波束成形矩阵的列重排序；使用所述最终波束成形矩阵处理多个多载波信号，并且通过多个发送链路发送处理后的多个多载波信号。

摘要： 本发明公布了一种用于产生追踪移动用户的波束的多波束卫星天线波束成形网络装置及波束成形方法，包括波束产生及资源分配模块、变系数波束加权网络、可编程开关阵列、馈源信号合成网络、波束移动性管理控制模块；可编程开关阵列：包括多个横行、多个纵列、位于横行与纵列交叉点上的开关，通过闭合开关连通阵列中的横行与对应纵列；本发明能够实现卫星多波束天线各波束在系统覆盖区域内连续扫描的效果，可独立于不同通信传输体制，可解决现有固定多波束卫星系统中为实现跨波束小区服务需要进行越区切换等复杂的移动性管理问题。

摘要： 本发明涉及一种波束成形单元及阵元间可重构互联的数字波束成形方法。本发明中的波束成形单元，包含指令解析模块、权值缓存模块、波束同步模块、幅相校正模块、权值复乘模块、波束合成模块以及输入输出接口；本发明中的阵元间可重构的数字波束成形方法，采用上述波束成形单元，由多个分布式所述的波束成形单元构成数字波束成形系统，各波束成形单元通过阵元间的数据互联支持波束成形。本发明巧妙的利用了阵元通道布局，通过可重构互联连接相邻通道并完成数字波束成形，支持最小化高速数字信号传输距离，降低高速数字信号驱动能力，因此可以降低系统功耗。

摘要： 本公开涉及用于管理WiFi客户端站点等波束成形器设备的波束成形上行传输的技术，所述上行传输具体由WiFi接入点(AP)等波束成形接收器设备发起。具体地，本公开涉及一种用于管理WiFi客户端站点(101、102、103)等一个或多个波束成形器设备(210)的波束成形上行传输的方法(1500)，其中，所述方法(1500)由WiFi接入点(110)等波束成形接收器设备(220)初始化，所述方法包括：WiFi接入点(110)等波束成形接收器设备(220)在每次上行传输(104、105、106)向WiFi客户端站点(101、102、103)等一个或多个波束成形器设备(210)传输(1501)用于上行传输的预编码器的指示。

摘要： 波束成形装置和波束成形方法。一种波束成形装置包括多个控制电路和多个天线元件。所述多个控制电路中的每一个至少控制多个输入信号的相位或幅度，以生成发送信号。所述多个天线元件中的每一个输出由对应的控制电路生成的发送信号。各个控制电路所生成的发送信号的频率范围高于输入信号的频率范围。

摘要： 本申请公开具有用户侧波束成形处理的分布式波束成形系统。一种分布式波束成形系统包括平台终端和多个用户终端。该平台终端包括天线阵列，该天线阵列包括多个天线元件。每个天线元件发送被配置为包围多个用户终端中的每个用户终端的广域波束。该平台终端还包括与天线阵列进行电子通信的一个或多个处理器以及耦合至一个或多个处理器的存储器。存储器将数据存储到数据库中，以及程序代码当由一个或多个处理器执行时，程序代码使平台终端接收传入信号并将传入信号分成多个单独的无线信号。每个单独的无线信号对应于天线阵列的多个天线元件中的一个天线元件。该系统还通过天线阵列将多个单独的无线信号发送到用户终端。