水声网络按序递归与限制反馈的在线喷泉码算法与分析

水声网络具有低带宽、长时延、高误码率等特征,这使得数据的可靠传输面临着巨大挑战.在线喷泉码具有低开销、在线反馈和通过给定瞬时解码状态获得最优编码策略等优点,因此,针对水声网络的特点,分析在线喷泉码的编解码和反馈问题,提出了按序递归与限制反馈的在线喷泉码(Sequential Recursive Online Fountain Code with Limited Feedback,SROFC-LF).基于随机图理论对SROFC-LF需要的编码包数量进行理论分析,理论分析和实验仿真一致.实验表明:无论开销和反馈包数量,SROFC-LF比大部分在线喷泉码均表现出更好性能,适合水声网络.

全维多输入多输出下行系统中两级序贯码本选码方法

为了在全维大规模多输入多输出(MIMO)下行系统中获取可靠的信道状态信息(CSI),提出了基于两级序贯码本的预编码设计方法。在此方法中,预编码码字由内码与外码组成,内码用来逼近各个辐射路径,而利用外码将选出的内码做最佳的线性组合。该方法能精确地逼近真实信道,而且还可以降低系统中的反馈开销。此外,基于假设的信道模型提出了反馈开销的确定方案和旋转码本的构造方法。通过实验仿真,验证了该设计方法的准确性和有效性。

FD-MIMO下行系统中基于空时码下的联合选码方法

对于三维多输入多输出(Full-Dimension Multiple Input Multiple Output,FD-MIMO)下行系统,基站侧配备N根传送天线,用户端仅有单接收天线的场景,提出了基于空时码与联合选码结合的传送方案,以及低复杂度的解码方法。在充分利用空时码能够克服信道深度衰落的特性基础上,通过两次发送信息构建等价信道,从而实现线性解码。此外,还给出了基于此信道模型下的反馈开销的下限值及复杂度的分析。最后,对所提方案进行了仿真,其结果与理论分析一致。

低开销智能反射面辅助无线通信研究综述

智能反射面(RIS)为无线网络注入新型绿色资源,但也带来了新的组网开销,成为制约其实际应用的关键。在考虑开销的基础上,RIS是否依然能够发挥其赋能无线通信的潜在价值、如何降低RIS开销,以及如何减小RIS开销的影响,是亟待探索的问题。对低开销RIS辅助无线通信进行了系统综述,梳理了RIS开销模型,包括RIS通信开销模型和RIS电路开销模型,分析了开销问题对RIS协助无线网络性能的负面影响,并整理了5种常见的低开销方案。结合6G网络发展趋势,对未来亟待解决的RIS开销问题及相关研究方向进行了总结。本研究有助于激发RIS的无线赋能潜力,从而推进RIS技术在更多场景中的应用。

基于视觉反馈的桥吊自适应滑模防摇控制

为了提高桥式吊车的运行效率,提出了一种基于视觉反馈的桥吊控制方案。首先,采用单目视觉系统、改进的均值漂移算法和最小面积圆法,获取负载的摆角,同时,提出了一种信息融合方案,用于提高检测的精度。其次,提出使用自适应积分滑模面设计控制器。控制器中通过使用积分环节,提高系统的鲁棒性,用于应对视觉系统中反馈延迟的影响,自适应项则用于改善动态性能。此外,为了削弱抖振现象,设计了一种新的自适应趋近律。其中的自适应切换增益能够灵活抑制外部扰动,提高系统的鲁棒性。最后,利用李雅普诺夫理论分析了控制系统的稳定性,并通过仿真验证了所提控制器的有效性。

一种低反馈开销多用户MIMO-OFDM系统功率最小化方案

该文利用凸规划理论中的库恩-塔克条件,为基于TCM编码的多用户MIMO-OFDM系统中实时业务资源优化问题提出了一种低反馈开销的功率最小化方案。该方案首先设计速率、功率和等效信道量化门限的码本,然后根据当前的信道状态信息分配子载波并对等效信道增益量化,最后基站给用户广播资源分配结果。仿真结果表明:相比其它方案,该文提出的方案有效降低系统能耗并且具有反馈开销低的特点。

基于3D MIMO异构网性能分析的码本设计

2D预编码技术通过数据处理仅能在水平方向调整波束,对于多用户系统尤其是基站边缘用户会造成严重的小区间干扰。针对该问题,在频分双工3D MIMO异构网络系统中,利用随机几何研究有限反馈机制下反馈开销对系统性能的影响。并在基站部署均匀平面阵列的基础上,提出基于水平发射角和垂直下倾角的3D MIMO多用户码本设计方案,且对所设计的码本方案进行仿真分析。结果表明,反馈开销以及微基站密度影响系统吞吐量,甚至影响到3D预编码方案的误码率。与基于2D和3D离散傅里叶变换码本的预编码方案相比,该方案大幅降低了系统的误码率,并提高了系统的吞吐量,优化了系统性能。

基于多参数反馈控制的港口桥式吊车实验教学系统设计与分析

文章设计了一种适合教学中使用的桥式吊车实验平台,在此基础上通过建立模型,进行速度反馈、位置反馈、角度反馈以及多参数反馈形式的仿真分析,实现对桥式吊车多方位控制,从而验证了多参数反馈对于稳定控制的有效性。

一类欠驱动机械系统的非线性控制

针对一类欠驱动机械系统,分析了其数学模型,提出了一种基于部分反馈线性化的非线性控制方案.该方案利用精确线性化的方法将欠驱动系统直接激励部分线性化,将被动部分作为系统的内部动态考虑;并选择直接激励的自由度作为系统输出,进行系统的轨迹跟踪控制;通过分析系统的内部动态,证明了零动态的稳定性能保证控制系统的稳定性.最后通过对吊车的负载防摆控制的研究,验证了该方案的可行性.

一种基于多重码本的有限反馈预编码算法

针对LTE-FDD模式的单码本有限反馈预编码存在CSI反馈精度不够的问题,提出一种具有三重码本结构的有限反馈预编码算法。该算法在原码本的基础上添加了增强码本和修正码本,通过增强码本来对抗信道条件数过高的不利情形,并通过修正码本来降低量化误差。仿真结果表明,该算法相对于单码本的有限反馈预编码算法,反馈开销仅增加了1比特,误码性能却能提升约2d B,信道容量能提升约1.2bps/Hz。因此所提出的基于三重码本的有限反馈预编码算法,能以增加少量反馈开销为代价,换来预编码性能的显著提高。实际应用时,可采用离线码本设计,算法复杂度不会有明显增加。

桥门式起重机吊重防摇状态反馈控制系统设计

为了防止桥门式起重机吊重在目标位置和期望时间时摇摆,针对电压控制直流电机驱动的小车吊重系统,建立了系统动力学方程,并在工程实用和允许范围内对该方程进行简化和状态空间描述。通过状态反馈控制,并考虑一对闭环主导极点,类似二阶系统性能分析推导出反馈控制器的调节参数公式。仿真结果表明小车在目标位置10 m、期望调节时间7s静止,同时吊重摆角衰减为零,控制系统具有良好的稳定性和期望的动态特性。

桥式起重机的定位和防摆控制研究

针对起重机数学模型为一个激励不足的非线性耦合系统,提出了一种部分解耦的非线性控制方法,将系统设计转化为对位置和绳长进行伺服控制,摆角保持稳定两个目标进行处理。首先对起重机的位置和绳长部分进行了解耦和线性化,对部分解耦后的系统设计了控制器。数字仿真实验表明该方法能同时实现起重机系统变绳长定位控制和重物防摆的功能,从而提高起重机的运行效率。

基于降维观测器的起重机吊重防摇系统研究

对直流电压控制桥门式起重机小车驱动电机的小车吊重动力学系统,设置降维观测器,用小车位置和速度信息对摆角、摆角角速度和驱动力进行估计,从而解决了工程实际中这些状态变量不易直接测得的问题。为了防止吊重摇摆,采用全状态反馈形成吊重防摇的闭环控制系统,并给出了控制系统结构以及降维观测器和反馈控制器增益参数的确定方法。仿真结果表明:各状态变量能从观测时间开始消除重构误差;吊重摆角能在小车指定位置和时间内衰减为零,其余状态变量也有良好的动态特性。

基于动态SNR门限的CoMP反馈开销优化

多点协作(CoMP)系统需要用户反馈大量的信道信息,以满足系统的性能增益,但系统的能耗会随着反馈开销的提升而增大。为此,设计基于动态SNR门限的反馈算法,从绿色无线系统的观点出发,尽量降低系统的性能损失,并通过减少不必要的反馈信息,避免协作节点间不必要的交互信息,在系统性能和能耗之间取得较好平衡,提高系统的能量效率。仿真结果表明,与固定SNR门限反馈算法和不采用选择性反馈的情况相比,该算法能在满足系统性能要求的前提下,有效降低系统的反馈开销,实现降低系统能耗的目标。

大规模MIMO系统中基于部分Kronecker积的两级码本

针对垂直维空间自由度未被充分利用的问题,设计一种基于部分Kronecker积的两级码本。在两级码本中,第1级码本确定一个波束向量组,该向量组确定用户的大致范围,描述信道的长期/宽带特性。第2级码本对此波束向量组进行波束列选择和极化方向间的相位调整,选出的波束能准确地指向用户,反映信道的短期/子带特性。该两级码本能平衡大规模MIMO系统中反馈开销和信道量化精确度之间的关系。仿真结果表明,在不增加反馈开销的情况下,该码本设计方法在系统频谱效率和吞吐量方面能获得明显的性能增益。

滑模控制在桥式起重机运动控制中的应用研究

为实现对桥式起重机精确快速跟踪控制的同时有效消除吊重摆动,提高系统的稳定性,结合桥式起重机的系统特性,利用滑模控制技术设计了小车运行和吊重升降的跟踪控制方案;采用局部反馈线性化技术建立了吊重的防摆控制策略;并通过在跟踪控制方案中引入防摆控制策略对转载过程中吊重的摆角进行间接控制,设计出一种针对该非线性系统的新的合成控制器。合成控制器不仅能够实现快速精确地跟踪控制,而且能够有效抑制吊重摆动。同时由于滑模控制具有较好的鲁棒性,对系统参数发生较大变化时的不确定系统,合成控制器依然保持较好的控制效果。仿真结果验证了改进方法的有效性。

大规模MIMO预编码码本的优化设计与分析

在大规模MIMO系统中,随着天线数量的增加,基于有限反馈预编码的反馈开销也会随着增加。在分析DFT与Grassmannian码本方法的基础上,提出一种改进的码本设计方法来提高系统的误码率性能。该方法根据码本在发送端和接收端的不同,利用从接收端反馈回来的码本索引号PMI,在发送端再次创建一个码本并重新搜索,以提高系统的误码率性能。理论分析和仿真结果表明,该方法在不增加系统反馈开销的基础上,有利于提高系统的误码率性能。

LTE系统中基于分簇的改进有限反馈新算法

研究了LTE系统的一种基于信道信息均值的低反馈量有限反馈新算法。该算法利用子载波之间的频率响应相干性,将OFDM各子载波均匀分割成若个子载波簇,对每个簇内,除去簇头的其余子载波再等分分组,以各分组内子载波的信道信息均值为依据,进行最优预编码矩阵搜索。数值仿真表明,该算法不仅有效地保证了系统系能,而且使反馈开销得到了显著降低。

一种适用于协作多点联合传输的自适应PMI反馈方法

作为下一代无线通信系统的关键技术,协作多点传输能够有效降低相邻小区之间的干扰,提高小区边缘用户的频谱效率。在频分双工系统中,其性能依赖于各基站获取的基于有线反馈的信道状态信息的准确性。然而,所有协作基站都获得相同精确程度的信道状态信息会导致用户终端的反馈开销随着协作基站数线性增长。本文关注于如何在性能增益和反馈开销之间取得折中,提出一种适用于协作多点联合传输的自适应预编码矩阵索引反馈方法。用户终端根据不同协作基站下行链路的信道质量指示的相对大小,自适应的用不同的比特数表示不同强度链路的预编码矩阵索引,即用较多比特数表示具有较高信道质量指示的预编码矩阵索引,反之亦然。仿真结果表明,与传统反馈方案相比,该方法在几乎不牺牲频谱效率的前提下,大幅降低了反馈开销。

基于压缩感知的大规模MIMO信道估计与反馈

针对大规模MIMO系统信道估计精度低及反馈方案较为复杂的问题,在差分信道估计及反馈方案上提出了一种基于系数相关性的压缩采样匹配追踪(BCC-CoSAMP)算法。该算法将CoSAMP算法中衡量两个向量之间关系的内积替换为基于相关系数的向量关系判定,从而较快地选出与原始信号相关性强的原子,达到提高信道估计精度的目的。仿真结果表明,与CoSAMP算法相比,所提出的BCC-Co SAMP算法在低信噪比情况下,信道估计精度平均有5 dB的提高,同时能平均提高系统总速率1.25 bit/(s.Hz)。