Transmit beamforming is a versatile

Transmit beamforming is a versatile technique for signal transmission from an array of N antennas to one or multiple users [1]. In wireless communications, the goal is to increase the signal power at the intended user and reduce interference to non-intended users. A high signal power is achieved by transmitting the same data signal from all antennas, but with different amplitudes and phases, such that the signal components add coherently at the user. Low interference is accomplished by making the signal components add destructively at non-intended users. This corresponds mathematically to designing beamforming vectors (that describe the amplitudes and phases) to have large inner products with the vectors describing the intended channels and small inner products with non-intended user channels. If there is line-of-sight (LoS) between the transmitter and receiver, beamforming can be seen as forming a signal beam toward the receiver; see Figure 1. Beamforming can also be applied in non-LoS scenarios, if the multipath channel is known, by making the multipath components add coherently or destructively. Since transmit beamforming focuses the signal energy at certain places, less energy arrives to other places. This allows for so-called space-division multiple access (SDMA), where K spatially separated users are served simultaneously. One beamforming vector is assigned to each user and can be matched to its channel. Unfortunately, the finite number of transmit antennas only provides a limited amount of spatial directivity, which means that there are energy leakages between the users which act as interference. While it is fairly easy to design a beamforming vector that maximizes the signal power at the intended user, it is difficult to strike a perfect balance between maximizing the signal power and minimizing the interference leakage. In fact, the optimization of multiuser transmit beamforming is generally a nondeterministic polynomial-time (NP) hard problem [2]. Nevertheless, this lecture shows that the optimal transmit beamforming has a simple structure with very intuitive properties and interpretations. This structure provides a theoretical foundation for practical low-complexity beamforming schemes.

Kết quả (Việt) 1:

Truyền tải beamforming là một kỹ thuật đa năng để truyền dẫn tín hiệu từ một mảng của N ăng-ten để một hoặc nhiều người sử dụng [1]. Trong truyền thông không dây, mục đích là để tăng sức mạnh tín hiệu tại người sử dụng dự định và giảm thiểu sự can thiệp của người sử dụng không nhằm mục đích. Một quyền lực cao tín hiệu đạt được bằng cách truyền tín hiệu dữ liệu cùng một từ tất cả các ăng-ten, nhưng với amplitudes khác nhau và các giai đoạn, như vậy mà các thành phần tín hiệu thêm thí ở người sử dụng. Nhiễu thấp được thực hiện bằng cách làm cho các tín hiệu thành phần thêm destructively ở người sử dụng không nhằm mục đích. Điều này tương ứng với toán học thiết kế beamforming vectơ (trong đó mô tả amplitudes và giai đoạn) có lớn bên trong sản phẩm với các vectơ mô tả các kênh dự định và nhỏ bên trong sản phẩm người dùng định hình. Nếu không có dòng-of-sight (LoS) giữa máy phát và máy thu, beamforming có thể được xem như là hình thành một chùm tín hiệu hướng về người nhận; Xem hình 1. Beamforming cũng có thể được áp dụng trong các tình huống LoS, nếu kênh ion được biết đến, bằng cách làm cho các thành phần ion thêm thí hoặc destructively. Kể từ khi truyền tải beamforming tập trung tín hiệu năng lượng tại một số nơi, ít năng lượng đến đến nơi khác. Điều này cho phép cái gọi là không gian-division multiple access (SDMA), nơi K trong không gian tách người dùng được phục vụ cùng một lúc. Một beamforming vector được gán cho mỗi người dùng và có thể được kết hợp với kênh của mình. Thật không may, finite số truyền ăng-ten chỉ cung cấp một số lượng hạn chế không gian directivity, có nghĩa là có năng lượng dò giữa người sử dụng hoạt động như những can thiệp. Trong khi nó là khá dễ dàng để thiết kế một vector beamforming tối đa sức mạnh tín hiệu tại người sử dụng dự định, nó là difficult để tấn công một sự cân bằng hoàn hảo giữa sức mạnh tín hiệu tối đa và giảm thiểu sự rò rỉ can thiệp. Trong thực tế, tối ưu hóa multiuser truyền beamforming nói chung là một vấn đề khó khăn thời gian đa thức nondeterministic (NP) [2]. Tuy nhiên, này bài giảng cho thấy rằng việc tối ưu truyền tải beamforming có một cấu trúc đơn giản với tính chất rất trực quan và giải thích. Cấu trúc này cung cấp một nền tảng lý thuyết cho các chương trình thực tế phức tạp thấp beamforming.

Kết quả (Việt) 2:

Truyền beamforming là một kỹ thuật linh hoạt để truyền tín hiệu từ một mảng của N ăng-ten để một hoặc nhiều người sử dụng [1]. Trong truyền thông không dây, mục đích là để tăng sức mạnh tín hiệu ở người dùng dự định và giảm nhiễu cho người dùng không mong muốn. Một điện tín hiệu cao đạt được bằng cách truyền các tín hiệu cùng một dữ liệu từ tất cả các ăng-ten, nhưng với biên độ khác nhau và các giai đoạn, như vậy mà các thành phần tín hiệu thêm mạch lạc vào người sử dụng. can thiệp thấp được thực hiện bằng cách làm cho các thành phần tín hiệu thêm triệt tiêu tại người dùng không mong muốn. Điều này tương ứng với toán học để thiết kế vector beamforming (mô tả biên độ và giai đoạn) để có những sản phẩm lớn bên trong với các vectơ mô tả các kênh dự định và các sản phẩm nhỏ bên trong với các kênh người dùng không mong muốn. Nếu có line-of-sight (LOS) giữa máy phát và máy thu, beamforming có thể được xem như là hình thành một chùm tín hiệu về phía người nhận; xem Hình 1. Chùm cũng có thể được áp dụng trong các tình huống không los, nếu các kênh đa đường được biết đến, bằng cách làm cho các thành phần đa đường thêm mạch lạc hoặc triệt tiêu. Kể từ khi phát beamforming tập trung năng lượng tín hiệu ở những nơi nhất định, ít năng lượng hơn đến với những nơi khác. Điều này cho phép cái gọi là không-phân chia nhiều truy cập (SDMA), trong đó K người sử dụng không gian tách biệt được phục vụ cùng một lúc. Một vector beamforming được gán cho mỗi người dùng và có thể được kết hợp với kênh của nó. Thật không may, số lượng hữu hạn của ăng-ten truyền chỉ cung cấp một số lượng hạn chế của định hướng không gian, có nghĩa là có rò rỉ năng lượng giữa những người sử dụng mà hành động như sự can thiệp. Trong khi đó là khá dễ dàng để thiết kế một vector beamforming nhằm tối đa hóa công suất tín hiệu vào người sử dụng dự định, nó là khăn fi giáo phái để tấn công một sự cân bằng hoàn hảo giữa tối đa hóa công suất tín hiệu và giảm thiểu sự rò rỉ can thiệp. Trong thực tế, tối ưu hóa đa người dùng truyền beamforming nói chung là một thời gian đa thức (NP) vấn đề khó khăn toán không đơn định [2]. Tuy nhiên, bài giảng này cho thấy truyền beamforming tối ưu có cấu trúc đơn giản với tính chất rất trực quan và giải thích. Cấu trúc này cung cấp một nền tảng lý thuyết cho các đề án beamforming-phức tạp thấp thực tế.