时间反演波束赋型在Massive MIMO系统中的应用研究

“新型多天线传输技术”是5G移动通信系统亟待研究的关键问题之一。孕育其中的3D-MIMO技术则是亟需攻克的难点之一。据此，本技术成果依据3D-MIMO技术中的多用户智能波束赋型，研究Massive MIMO阵列对5G系统波束赋型性能的影响。 技术成果主要功能： ？ 时间反演波束赋形（Time Reversal Beamforming, TRBF）通信系统可计算模型。 此部分主要是在经典的天线系统排布方向图与增益的理论研究基础之上，进一步研究这些天线系统的排布对TR大规模MIMO通信系统性能的影响，建立了基于不同天线系统排布的不同的信道响应模型。 ？ TRBF通信系统互耦效应的可量化分析模型。 建立了互耦的信道模型，然后通过信道模型来分析TRBF通信系统的性能。 ？ TRBF通信系统极化信息的可量化分析模型。 针对天线的极化特性建立信道模型，基于极化信道模型分析TR通信系统的性能，建立系统极化信息可量化分析模型。 技术成果应用领域： TR通信可以利用复杂环境中的丰富多径来提高系统的信道容量，减小误码率等等。并且TR的空间聚焦特性能精确定位用户终端，所以TR Massive MIMO通信系统可以用在受阴影衰落较大的地区，例如位于密集高大建筑楼群的低层用户，由于巨大的建筑物遮挡阴影损耗，要想实现设备到设备之间的直接通讯很困难，而TR技术可以精确定位到传输终端，达到普通波束赋形达不到的效果。类似的环境还有山区高大山群的阴影衰落，信号衰减大的森林地区等等。 此外，TR通信能够利用复杂环境中的丰富多径来提高通信系统的性能，所以在电磁波反射路径多的环境，自然环境比如地下车库，隧道等，人造环境比如模拟体验太空舱，金属装饰风格的办公室或者住宅等（见下图2）。在这些多径异常丰富的环境下，移动终端经常会出现接收不到信号等，这也是秉承随时随地接入网络宗旨的5G蜂窝移动通信系统亟待解决的问题，而这些场景正是完美的TR技术应用场景。 由此可以想见，TR在5G蜂窝移动通信系统覆盖范围下的某些特殊通信场景极有用武之地。

电子科技大学 2021-04-10

一种3D-MIMO多小区下行自适应传输方法

本发明公开了一种3D?MIMO多小区下行自适应传输方法，各基站采用均匀平面天线阵，各用户设置一个优先级。初始状态时所有用户优先级设为1，随后每一调度时隙，各小区利用用户优先级和已知统计信道信息选出本小区服务用户集合并计算各用户波束成形向量及发送功率，接着各小区对服务用户利用大尺度衰落因子划分与相邻小区的边缘用户，对各边缘用户与相邻小区进行干扰协调。最后，将此调度时隙内的服务用户优先级设为1，其余用户优先级加1直至达到最高优先级，各小区仅对其服务用户集合中的用户进行预编码传输。本发明具有所需信息量小、计算复杂度低的优点，可灵活设置门限满足不同的用户服务质量，有效提升边缘用户服务质量和用户公平性。

东南大学 2021-04-11

一种用于MIMO‑SCMA系统的低复杂度检测方法

本发明主要包括：(1)通过对接收信号进行ZF或者MMSE检测，再对各天线上的多用户的数据进行MPA检测，得到初始解；(2)对MIMO‑SCMA系统的数学模型进行线性等效变换，转换为MIMO系统的数学模型；(3)若初始解的ML代价值小于门限值，即直接输出初始解；(4)若初始解不满足门限值，则对初始解进行邻域搜索，将前m个最优邻域解作为m个初始解。对当前m个解同时进行邻域搜索，对每个当前解各保留n个最优邻域解，然后在m×n个邻域解中保留前m个不同的最优解作为下次迭代的当前解，循环迭代搜索至满足终止条件。

电子科技大学 2021-04-10

一种大规模MIMO系统多用户上行鲁棒检测方法

本发明公开了一种大规模MIMO系统多用户上行鲁棒检测方法，包括：第一步，在上行信道训练中，用户发送导频信号，基站依据接收的导频信号获取信道估计值和相应的信道估计误差第二步，建立信道矩阵G的统计模型；第三步，考虑用户等概率发送QAM符号x，获取x的初始估计均值和初始估计方差第四步，利用信道矩阵的统计模型及采用鲁棒的检测算法获取发送信号的均值和方差第五步，判断是否满足迭代终止条件：如果是，则跳转执行第六步；否则，则更新并跳转至第四步；第六步，对进行硬判决，得到用户发送信号检测值本发明能以较低实现复杂度实现，且在不增加计算复杂度的同时，显著提高大规模MIMO系统上行链路中的信号检测的鲁棒性。

东南大学 2021-04-11

小型化的方向图可重构天线、结构紧凑的超宽带MIMO天线

方向图可重构天线可以根据环境的变化，调整天线的辐射波束，实现最佳的辐射效率，从而使一副天线用作多付，降低制造成本。大多数的方向图可重构天线是单极化天线，我们除了研究单极化天线之外，还研究设计了性能优良的双极化方向图可重构天线以及极化可变的方向图可重构天线。这些天线可以应用于基站和移动端。 将方向图可重构天线组成阵列，可以提高增益，就能够应用于无线通信的基站或者雷达领域，实现动态的大范围波束扫描。 若将天线阵列应用于基站，可提高基站天线的性能，且实现基站波束的实时动态扫描，可以实现动态波束赋形，从而能根据环境变化，增强所需方向的信号强度，降低干扰方向的信号强度。降低环境中的电磁干扰，提高信号的有效性，有利于提高通信质量，还能够节省能源。 目前我们已经与某公司进行合作开发，研制了高性能的方向图可重构天线，能够满足应用需要。因此，部分研究成果已交付给用户。此外，部分研究成果已申请专利，还有部分成果已经获得专利授权。 超宽带MIMO天线，主要是应用于无线通信，用于提高信道容量。移动端的空间有限，安装多个天线时，天线之间有较强的互耦，这会大大降低天线的性能。采用具有较高隔离度的超宽带MIMO天线，可以实现不同天线之间的低相关性，从而提高通信容量。目前我们已经设计了多种具有较好隔离特性，且频带很宽的超宽带MIMO天线。部分结构已申请专利。

电子科技大学 2021-04-10

小型化的方向图可重构天线、结构紧凑的超宽带MIMO天线

方向图可重构天线可以根据环境的变化，调整天线的辐射波束，实现最佳的辐射效率，从而使一副天线用作多付，降低制造成本。大多数的方向图可重构天线是单极化天线，我们除了研究单极化天线之外，还研究设计了性能优良的双极化方向图可重构天线以及极化可变的方向图可重构天线。这些天线可以应用于基站和移动端。将方向图可重构天线组成阵列，可以提高增益，就能够应用于无线通信的基站或者雷达领域，实现动态的大范围波束扫描。若将天线阵列应用于基站，可提高基站天线的性能，且实现基站波束的实时动态扫描，可以实现动态波束赋形，从而能根据环境变化，增强所需方向的信号强度，降低干扰方向的信号强度。降低环境中的电磁干扰，提高信号的有效性，有利于提高通信质量，还能够节省能源。

电子科技大学 2021-04-10

一种多用户大规模 MIMO 混合预编码能效优化方法

本发明公开了一种多用户大规模 MIMO 混合预编码能效优化方 法，首先松弛约束条件，迭代求得基站能效的理论上限。然后以逼近 理论上限为目标设计基带预编码矩阵和射频预编码矩阵。具体做法是， 在基带，将基带预编码的求解转化为可以用内点法求解的标准的半正 定松弛问题，在射频，将射频预编码的求解转化为可以用相位旋转求 解的向量逼近问题。使用交替最小化的方法，迭代逼近理论上限。通 过本发明可以显著提高能量效率

华中科技大学 2021-04-11

一种多用户 MIMO 广播信道在混合 CSI 下的自由度优化方法

本发明公开了一种多用户 MIMO 广播信道在混合 CSI 下的自 由度优化方法，包括：(1)根据静态接收器组的信道参数 Hs 设计预编 码矩阵 W，<img file=""DDA0000731125240000011.GIF"" wi=""380"" he=""87""/>(2)通过静态接收器的目标信号 d和预编码矩阵W 获得静态 接收器组的编码信号 Xs，<img file=""DDA0000731125240000013.GIF"" wi=""534"" he=""88""/> 其 中 xi ＝ Wdi ∈ CK × 1 ， <img file=""DDA0000731125240000014.GIF"" wi=""501"" he=""85""/>(3) 对 动态用户的目标信号 Xd 和静态接收器组的编码信号 Xs 进行格拉斯曼 -欧氏叠乘，得到叠乘信号<img file=""DDA0000731125240000012.GIF"" wi=""364"" he=""142""/>基站发送此叠乘信号；(4)各用户对接收信号进 行解码。本发明方法对于动态用户来说，叠乘并不改变它与基站间的通信，就好像没有静态用户存在一样，其自由度是没有变化的；对于 静态用户来说，基站发送叠乘信号时，可以让它获得额外的自由度增 益。

华中科技大学 2021-04-11

大规模 MIMO FDD 系统中基于信漏噪比的两阶段预编码方法

本发明公开了一种大规模 MIMO-FDD 系统中基于信漏噪比 (SLNR)的两阶段预编码方法。对每组用户的第一阶段预编码设计的运 算复杂度低，且本发明的 SLNR 两阶段预编码方法的总速率性能优于 Junyoung-Nam 等人提出的 JSDM 预编码方法。此外，本发明的方法基 于每组用户的 SLNR 进行预编码设计，不会造成信道状态信息损失， 即使相邻两组用户的发送信号与基站的到达角有重叠时，也不会影响 SLNR 两阶段预编码的性能。 

华中科技大学 2021-04-11

5G/B5G大规模MIMO场景中的物理层信息安全技术。

大规模MIMO是一类搭载大量天线阵列，支持对天线单元幅值与相位的精准控制，可以将无线信号能量汇集到特定方向上的5G/B5G关键通信技术。在大规模MIMO场景中，通信节点本来不容易受到非法窃听者的攻击。然而，一种新型的视距攻击能够利用视距通信系统中的信道相关性，在用户的通信链路上对信息进行窃取。王锐课题组设计了一种基于用户协作的通信安全方案，通过对窃听区域的预测，优先选择安全系数高的用户作为信息中转点，禁止窃听区域附近的用户进行传输，从而有效地对抗视距攻击。 相比现有的大规模MIMO场

南方科技大学 2021-04-14