针对毫米波(millimeter-wave,mmWave)通信感知一体化(integrated sensing and communication,ISAC)系统中混合波束赋形矩阵求解复杂度过高的问题,提出了一种权衡通信和雷达感知性能的低复杂度算法。首先引入辅助矩阵保证通信和雷达全数...针对毫米波(millimeter-wave,mmWave)通信感知一体化(integrated sensing and communication,ISAC)系统中混合波束赋形矩阵求解复杂度过高的问题,提出了一种权衡通信和雷达感知性能的低复杂度算法。首先引入辅助矩阵保证通信和雷达全数字波束赋形矩阵维度一致,并设计了能够提升权衡性能的构造方法。基于上述结果,在恒模约束和功率约束下设计模拟和数字波束赋形矩阵,最小化其与通信和雷达全数字波束赋形矩阵间的欧氏距离加权和。对于所建立的非凸优化问题,提出了加权正交匹配追踪(weighting-orthogonal matching pursuit,W-OMP)算法进行求解。仿真分析表明,所提算法在保持通信性能的同时,能够有效地生成指向检测目标的波束。展开更多
针对宽带多天线毫米波系统面临的频率选择性信道衰落和硬件实现约束,提出结合单载波频域均衡技术的数模混合波束赋形算法。以均衡器输出信号的最小均方误差为准则,优化波束赋形矩阵和均衡器的系数。为降低求解复杂度,应用迭代天线阵列...针对宽带多天线毫米波系统面临的频率选择性信道衰落和硬件实现约束,提出结合单载波频域均衡技术的数模混合波束赋形算法。以均衡器输出信号的最小均方误差为准则,优化波束赋形矩阵和均衡器的系数。为降低求解复杂度,应用迭代天线阵列训练技术将原始优化问题分解为在基站和用户端的本地优化问题,使需优化的系数通过通信两端的交替迭代处理获得收敛。仿真表明:提出的新算法在误比特率为10^(-4)时较传统算法在信噪比上具有约2 d B的性能增益。展开更多
针对传统模拟/数字混合波束赋形需要进行信道估计和高维奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的问题,设计了一种低复杂度的混合波束赋形方案。在模拟域,采用离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)设计出码本波束,并...针对传统模拟/数字混合波束赋形需要进行信道估计和高维奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的问题,设计了一种低复杂度的混合波束赋形方案。在模拟域,采用离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)设计出码本波束,并提出一种基于期望信号的波束扫描方法,搜索出最接近期望用户方向的模拟波束。在数字域,结合自适应算法将波束微调对准期望用户方向,并在干扰方向形成较深的“零陷”。通过理论分析和仿真,对误差收敛、信干噪比以及频谱效率等性能进行了研究。结果表明,所设计的混合波束赋形方案在不涉及信道估计、SVD分解的情况下,信干噪比和频谱效率等性能仍可以接近于纯数字波束赋形方案。展开更多
文摘针对宽带多天线毫米波系统面临的频率选择性信道衰落和硬件实现约束,提出结合单载波频域均衡技术的数模混合波束赋形算法。以均衡器输出信号的最小均方误差为准则,优化波束赋形矩阵和均衡器的系数。为降低求解复杂度,应用迭代天线阵列训练技术将原始优化问题分解为在基站和用户端的本地优化问题,使需优化的系数通过通信两端的交替迭代处理获得收敛。仿真表明:提出的新算法在误比特率为10^(-4)时较传统算法在信噪比上具有约2 d B的性能增益。
文摘针对传统模拟/数字混合波束赋形需要进行信道估计和高维奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的问题,设计了一种低复杂度的混合波束赋形方案。在模拟域,采用离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)设计出码本波束,并提出一种基于期望信号的波束扫描方法,搜索出最接近期望用户方向的模拟波束。在数字域,结合自适应算法将波束微调对准期望用户方向,并在干扰方向形成较深的“零陷”。通过理论分析和仿真,对误差收敛、信干噪比以及频谱效率等性能进行了研究。结果表明,所设计的混合波束赋形方案在不涉及信道估计、SVD分解的情况下,信干噪比和频谱效率等性能仍可以接近于纯数字波束赋形方案。
文摘混合波束赋形在射频模拟域波束赋形的基础上,通过在基带实现数字域波束赋形来进一步提高数据速率.本文针对基于混合波束赋形的室内毫米波MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统进行性能分析,分别评估了迫零(Zero Force,ZF)接收机、最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)接收机以及匹配滤波(Matched Filter,MF)接收机在基于码本的最优波束选择下的传输速率,并对接收机在不同的信道环境下进行性能评估.仿真结果表明,无论视距(Line-Of-Sight,LOS)传播路径是否被遮挡,MMSE接收机和ZF接收机在总发射功率较高时均具有接近容量的性能;在总发射功率较低时MMSE接收机的性能则略优于ZF接收机.相反,MF接收机始终保持较差的性能.系统可根据总发射功率大小以及接收机的实现复杂度来选取合适的接收机.本文所研究的系统可应用于实际室内无线个域网(Wireless Personal Area Networks,WPAN)以实现高速短距无线通信.
