摘要：无人机(UAVs)具有机动性强,低成本及易部署等特性,通过搭载通信及感知设备,支持通信与感知技术的高效资源共享,无人机可作为融合通信与传感技术的高性能空中平台。该文针对多输入多输出(MIMO)无人机使能的联合通信、感知场景,综合考虑无人机飞行能量、多天线传输及用户业务需求等限制条件,建模无人机通信、感知预编码及飞行轨迹联合优化问题为多目标优化问题,以实现通信用户最低速率最大化及目标最小发现概率最大化。由于通信用户最低速率最大化问题为非凸优化问题,难以直接求解,将原优化问题分解为通信预编码设计子问题及无人机轨迹设计子问题,并采用交替迭代法依次求解两个子问题直至算法收敛,其中,对于通信预编码设计子问题,提出一种基于迫零(ZF)算法的求解策略;对于无人机轨迹设计子问题,提出一种基于连续凸逼近(SCA)算法的求解策略。基于所得到的无人机最优轨迹,将无人机感知位置选择问题建模为加权距离和最小化问题,进而应用泛搜索算法优化确定目标感知位置,并设计基于ZF算法的通信感知预编码联合优化策略,以实现通信感知性能的联合优化。最后通过仿真验证了该文所提算法的有效性。

摘要：针对在发射功率受限时系统最小用户速率与系统公平性问题,提出了一种联合速率分拆多址接入(RSMA)和空分多址接入(SDMA)的用户接入方式选择传输策略,并建模了最大化系统公平性预编码设计问题。为解决建模所形成的离散非凸优化问题,将其分解为求解外层用户接入方式选择与内层最优预编码设计2个非凸子问题。针对预编码设计优化,利用二次变换的多比率分式规划将预编码设计问题转化为双层轮换问题,对用户接入方式逐次优化,得到了外层用户接入方式选择最优解的闭式表达式;以凸优化解决内层预编码设计问题,逐次优化用户接入方式选择传输策略,提出基于分式优化的预编码设计算法,利用二次变换的多比率分式规划设计最优预编码向量,求解功率受限下最大化最小用户速率。仿真结果表明,相比于RSMA、SDMA等传输策略,公平性驱动的RSMA-SDMA预编码设计提升了系统最小用户速率,保障了系统公平性。

摘要：为加强MIMO双向中继系统的空间复用增益,研究一种低复杂度的发送和接收预编码矩阵.利用子空间对齐方法,将双向MIMO信道分解为多路单入单出(SISO)的子信道形式,使得两个源用户能够使用网络编码获取更好的空间复用增益.同时通过矩阵计算和转化,给出了一种优化的功率分配方案.在确定优化矩阵后,该方案能够为每个子信道独立地进行优化功率分配,并且能够得到各节点间优化功率分配的闭合表达式,从而将算法复杂度从O(n3)降低为O(n).仿真结果表明,在典型场景下,所提方案在具有更低复杂度的优势下,系统性能接近优化的梯度下降迭代方案,优于传统单纯前向放大转发方式(AF),有2.99 bit/(s·Hz)的性能增益.

摘要：研究多小区MU-MIMO中的预编码设计.通过扩展单小区块对角化预编码将泄漏到邻小区的干扰纳入考虑范围,根据信道投射的块对角化预编码和发送端提供的额外自由度,以最大化信漏比为原则对发送信号进行预处理.在目标用户信号和泄露干扰之间取得一个折中以实现泄露干扰抑制的目的,同时在小区内用户间进行子空间迫零以消除用户间干扰,从而降低小区干扰对多用户MIMO系统的不利影响.相较于经典的泄漏干扰迫零算法,可以灵活地调整用于小区间干扰抑制的自由度,平衡抑制干扰与提升系统容量的矛盾关系.理论分析和仿真均证明,该方法能有效抑制小区间干扰,提升系统容量,在相同干扰的条件下甚至可以成倍增加容量,且不用改变现有通信系统的拓扑结构,实现复杂度较低.

摘要：研究了频率选择性信道下多天线系统的空间线性发射预编码设计问题。针对有循环前缀的块传输系统,通过理论分析指出,在频率选择性信道下设计空间预编码可以等效成现有的在频域为多个相邻频点设计相同的空间预编码,并可以通过凸优化方法对最优方案进行数值求解。为了降低计算复杂度,提出了一种以信道容量上界最大为目标的次优预编码算法。在进行等功率分配时,这种次优方法退化为现有的特征波束形成(EBF)。针对非块传输系统,分析了EBF算法存在的问题,提出了一种基于串行搜索的EBF算法。仿真分析表明,这种方法在高信噪比下的性能明显优于EBF算法。

摘要：该文对多小区MU-MIMO中的预编码设计进行了研究。通过将单小区块对角化预编码进行扩展,将泄漏到邻小区的干扰纳入考虑范围,采用泄露干扰迫零的块对角化预编码,利用发送端提供的额外自由度直接将泄露干扰进行子空间迫零,消除泄露干扰,并且小区内用户之间也进行子空间迫零,消除用户间干扰;从而降低小区间干扰对多用户MIMO系统的不利影响。并且对本文所提算法复杂度进行了定量分析,表明该方案具有较低的计算复杂度。最后通过仿真全面分析了不同参数条件下的系统性能,结果显示该方法能够提高系统的传输速率。

摘要：无线自组织网络具有布置灵活,不需要固定设备支持,可由其他用户节点代为进行数据转发的优势,在有紧急通信需求的恶劣环境下得到了广泛的应用,本文设计了一种包含中继节点的多用户多输入多输出(MU-MIMO)无线自组织网络,同时,利用半正定松弛(SDR)算法,研究了与之相应的最优化预编码方案。此外,考虑到实现最优预编码算法的高度复杂性,通过奇异值分解和块对角化,本文设计了两种次优化预编码方案作为最优方案的参照。仿真结果证明,本文设计的预编码方案能显著提高系统性能。

摘要：针对多小区干扰广播信道干扰对齐所设计的预编码抗噪性能差的问题,基于扩展用户分组干扰对齐算法,提出了一种预编码设计方法。该方法采用分层预编码的方法,在发送端先使用迫零算法消除小区间干扰,再利用容量最大化准则优化求解预编码矩阵。仿真结果表明,所提算法性能在低信噪比区域优于原扩展用户分组算法,在高信噪比区域与原算法性能相当,所提算法可提升原始算法的抗噪性能和系统容量。

摘要：实现无线环境的智能可控是无线通信领域研究的热门课题之一。作为6G的关键技术之一,智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)被认为是一种革命性的电磁环境调控技术。RIS以绿色、低成本的方式显著提升网络性能,通过对发射机和接收机以及传播环境的联合优化,重新定义无线系统的传播范式,构建智能可控的无线传播环境。RIS通常依赖于无源被动调控机制,但这种机制带来乘性路径损耗问题,超大规模调控单元的部署十分必要。随着阵列尺寸的扩大以及频率的提高,传统的平面波假设不再适用,近场传输不可避免。为了更精确地刻画RIS近场传输,需要研究近场球面波的传输模型及其在辐射近场区域的影响。深入分析RIS辅助的近场无线通信系统的信道模型,针对性地设计了适应性预编码方案和传输策略,旨在充分利用RIS辅助近场通信的潜在优势,提升整个无线通信系统的性能和效率。

摘要：基于非完美信道状态信息,针对系统发射功率受限和用户速率需求约束下的系统和速率最大化问题,结合多输入多输出(MIMO)和非正交多址接入(NOMA)技术设计预编码和接收机。限定强用户的每条数据流都需要解码相应的弱用户信号以利用串行干扰技术消除弱用户信号的干扰,利用半正定规划和一阶泰勒展开将所形成的非凸优化问题转化为D.C.问题,并采用罚函数解决预编码秩为1的限制。仿真结果表明,相比于正交多址接入技术,所提出的D.C.算法可以提高系统和速率。