基于有限反馈MIMO下行多用户调度算法

针对基于有限反馈ZF预编码的MIMO多用户下行系统,提出了一种用户较少情况下的低复杂度调度算法.本算法以系统吞吐量的下限为目标函数,通过吞吐量下限最大化的办法选择用户,使系统获得多用户分集增益,从而增加了系统吞吐量.同时为了解决总反馈量随用户数线性增加的问题,提出了基于门限反馈的办法降低总的反馈速率.仿真结果表明：本算...     

一种空间复用MIMO-OFDM联合量化反馈预编码*

对于空间复用下行MIMO-OFDM系统,为了减少其反馈比特和增加信道容量,提出了一种新的下行功率分配和预编码矩阵的联合量化有限比特反馈预编码方案;修正了子载波最优功率分配;设计了一种低复杂度非均匀功率分配码本量化方法;只要把部分子载波的有限比特量化预处理矩阵和量化功率分配反馈到发射端,在发射端采取一种改进的插值算法来重构原最佳预矩阵。仿真实验表明,采用该方案能提高系统信道容量和降低误码率。     

毫米波大规模MIMO系统中基于GMD的低复杂度混合预编码

针对毫米波大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统中,基于几何均值分解(geomet-ric mean decomposition,GMD)的混合预编码方案计算复杂度高的难题,提出一种基于GMD的低复杂度混合预编码方案.根据交替最小化原则,通过基于阶递归最小二乘的广义正交匹配追踪算法设计具有非凸约束的模拟预编码器;当模拟预编码器确定后,基于最小二乘准则设计数字预编码器.通过在每次迭代中选择多个向量减少最大迭代次数以及利用阶递归最小二乘避免模拟预编码器设计中的矩阵求逆来降低方案复杂度.通过对复杂度及频谱效率和误码率性能的仿真结果分析表明,所提方案在显著降低计算复杂度并提高预编码效率的情况下,性能接近现有基于GMD的混合预编码方案,并且误码率优于传统基于奇异值分解(singular value decomposition,SVD)的混合预编码方案.     

基于SLNR的MU-MIMO系统预编码和用户调度算法研究

在MU-MIMO通信系统中,允许多个用户在相同的频率和时隙上进行通信,可以有效增大系统吞吐量、提高系统性能,如何设计高效的预编码方案和用户调度方案以减少用户间的干扰是MU-MIMO系统面临的主要问题之一。本文首先利用最小均方误差方法的改进信道矩阵来有效减少估计信道误差的影响,提出了一种基于信漏噪比(SLNR)的MU-MIMO系统预编码方案;在此基础上,针对传统的贪婪用户调度算法复杂度过高的特点,提出一种基于SLNR准则的低复杂度的用户调度方案。通过仿真分析,提出的预编码方案能够有效降低系统误码率,用户调度方案有效降低了算法计算复杂度。     

反馈受限的多用户MIMO下行链路预编码算法研究

在上行链路反馈受限的MIMO信道系统中,通过最大化反馈的信道质量信息可以获得相关门限阈值。现有研究在提高用户和速率方面已达到较好效果,但同时也提高了算法复杂度。为了在不损失多用户分集增益的前提下降低反馈开销,提出一种基于门限的次优下行链路预编码方案。在反馈信道方向信息(CDI)和信道质量信息(CQI)的基础上,应用迫零波束成形(ZFBF)算法进行预编码。实验结果表明,该算法在保证较高和速率的同时有效降低了计算复杂度。     

反馈受限的多用户多输入多输出下行链路预编码算法研究

在上行链路反馈受限的MIMO信道系统中,通过最大化反馈的信道质量信息可以获得相关门限阈值。现有研究在提高用户和速率方面已达到较好效果,但同时也提高了算法复杂度。为了在不损失多用户分集增益的前提下降低反馈开销,提出一种基于门限的次优下行链路预编码方案,在反馈信道方向信息(CDI)和信道质量信息(CQI)的基础上,应用迫零波束成形(ZFBF)算法进行预编码。实验结果表明,该算法在保证较高和速率的同时有效降低了计算复杂度。     

三小区多用户蜂窝系统的分组干扰对齐算法

针对3小区,每小区多个用户的蜂窝系统,提出了一种基于分组的线性干扰对齐算法.算法首先对系统中所有的用户进行分组,分组后的每组包含3个用户,且3用户分别来自系统中3个不同的小区,通过分组将复杂的蜂窝多址接入信道转换为较简单的干扰信道;然后在用户端通过联立多矩阵,应用特征向量求解预编码矩阵将每个分组中的干扰进行两两对齐,压缩干扰子空间,再利用最大化弦距离理论对得到的预编码矩阵进行进一步的优化,最后在基站端利用矩阵逆的性质以较低的计算复杂度设计干扰消除矩阵将系统中的干扰完全消除.通过系统仿真分析显示,该算法较传统的蜂窝干扰对齐算法,能以较低的天线配置和较低的计算复杂度实现较高的系统容量.     

大规模MIMO-NOMA下行系统可达吞吐量研究

非正交多址系统的可达吞吐量与用户分簇策略、预编码方法、功率分配算法等有关.为了提高系统可达吞吐量,提出了一种改进的k-means用户分簇算法,该算法利用空间相关性对用户进行分簇,从而降低簇间干扰;然后利用块对角化预编码对发送给各簇的信息进行预处理,使得每簇的预编码向量与其它簇等效信道向量近似正交,进一步消除簇间干扰;同时构建最优功率分配优化问题,并利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件求得簇内每个用户的最佳功率分配系数,降低簇内用户间的干扰.实验结果表明:所提出的方法能有效提高系统的可达吞吐量.     

低复杂度的MIMO-OFDM系统峰均比降低算法

在证明和分析经过正交空时编码的信号与其共轭信号具有相同峰均比及正交空时编码结构具有共轭对称性的基础上,提出一种低复杂度的MIMO-OFDM系统峰均比降低算法.该算法只在第一个符号周期内采用迭代运算依照Minimum Maximum准则得到最优随机相位序列矢量,使得算法复杂度显著降低,提高了系统效率.仿真结果验证了该算法使迭代运算量大幅减少,同时还对峰均比降低效果有较小改善,从而提高系统的性能.     

基于预编码扩展的并行迭代均衡算法

针对长期演进技术(LTE)下行多输入多输出正交频分多址链路(MIMO-OFDM)中的天线间干扰和多径干扰的问题,提出一种低复杂度的基于预编码矩阵的迭代均衡算法。该算法通过预编码矩阵将发射信号扩展到所有子载波上,降低由天线引起的部分子载波干扰。在接收端,利用最小均方误差排序QR分解(MMSE-SQRD)软输入软输出干扰消除均衡算法,从而避免传统基于MMSE并行软干扰消除均衡算法中矩阵求逆运算,进而降低了算法复杂度。在接收端,同时通过预编码对重建信号中误差进行扩展,进而缓解在迭代干扰消除过程中的误差传播。研究结果表明:在2发2收场景下,当误码率为10-3时,本文算法经过5次迭代后信噪比相比于传统MMSE-SQRD的迭代算法提高4.4~5.0 d B。     

多用户MIMO空分多址下行链路预编码算法研究

针对多输入多输出(MIMO)空分多址下行链路,每个接收天线看成独立的用户来分配波束,联合正交随机波束成形(ORBF)和迫零波束成形(ZFBF)实现了每用户配置多天线的预编码方法。为了降低计算复杂度,提出了联合线性结合技术的RBF-ZFBF的下行链路预编码方案。该方案利用ORBF确定初选用户,每个用户利用线性结合技术获得有效SINR,所选用户将使用线性结合方法获得的信道质量信息(CQI)和信道方向信息(CDI)反馈到基站,完成用户选择、波束选择和最终预编码。实验结果表明,该算法与每用户单天线方案相比,提高了系统吞吐量,证实了所提算法的有效性。     

Precoding for Multiuser Spatial Multiplexing MIMO Downlink

Introduction Spatial multiplexing is a simple technique that allows multiple-input multiple-output (MIMO) wireless sys- tems to attain high spectral efficiencies. Unfortunately, the lack of spatial redundancy makes spatial multiplex- ing susceptible to ra…     

基于格拉斯曼流形的多用户大规模混合预编码

针对大规模天线系统采用全数字预编码时,所需射频链的数量较多而导致实现成本和硬件复杂度较高的问题,提出了一种基站端的两级混合预编码方案.该方案以最小化均方误差为准则,设计预编码矩阵的目标函数,并采用基于格拉斯曼流形的共轭梯度算法对目标函数进行求解.仿真结果表明:所提出的混合预编码方法能有效降低硬件实现复杂度,同时性能接近全数字预编码方式.     

多输入多输出系统下低复杂度的自适应预编码方法

针对多输入多输出衰落信道中存在的码间干扰和多径干扰问题，提出了一种具有低复杂度的自适应预编码方案．该方案在发送端和接收端分别放置了预编码器和基于迫零算法的接收机，这样接收机在进行均衡译码的同时，将信道信息反馈给发送端，发送端便可以随之选择发送子载波的数目以及预编码矩阵，完成自适应预编码．该方案可有效降低系统的误码率．仿真结果表明，当误码率为10^-3时，在传输信道信息未知的情况下，该方案的信噪比比信道信息已知的基于最小均方误差预编码方案高1．3dB，且复杂度大大降低．     

联合随机波束成形与迫零预编码的多波束选择

随机波束成形(RBF)在系统用户足够多时,具有与最优预编码方案相同的容量尺度,当系统用户少时,性能却下降严重。针对该问题,提出了联合RBF和迫零波束成形(ZFBF)的广播信道预编码方案。该方案利用RBF实现用户的初步调度,然后要求初选用户附加反馈量化的信道方向信息(CDI)和信道质量信息(CQI),在基站根据CDI和CQI反馈完成最终波束选择和ZFBF预编码。仿真结果表明,所提出的预编码方案,与现有的增强型RBF相比,在基本不增加上行链路反馈量的前提下,可明显提高系统和容量。     

全局最优的SLNR预编码功率分配算法

针对多用户多输入多输出系统,基于总可达速率最大化原则,研究了基于信漏噪比(signal-to-leakage-and-noise ratio, SLNR)预编码功率分配算法。为解决传统算法仅能通过迭代求解,性能不好的问题,提出了可直接求得全局最优解的解决方案。导出了仅含一种变量的目标函数,将功率分配问题转化为有约束条件的非凸优化问题。为解决这个优化问题,提出一种基于鸟群算法(bird swarm algorithm, BSA)实现全局最优的解决方案;为弥补该算法复杂度高的缺点,提出一种基于几何规划(geometric programming, GP)的近似全局最优算法。仿真表明,基于BSA的算法能够实现最大的系统总速率,且随着发射信噪比、基站天线数及用户数变化,性能提升效果能够得到保持;基于GP的算法,在复杂度与性能方面得到折衷,且相比基于BSA的算法,误码率性能更优。     

干扰泄漏最小的多小区MIMO干扰对齐算法

在3小区多输入多输出(MIMO)干扰对齐通信系统中, 提出一种基于系统总干扰泄漏最小的预编码矩阵组的选择算法.首先求出系统中所有变换矩阵,并基于干扰泄漏最小准则从中寻找出最优的变换矩阵;再依据干扰对齐的最大自由度选出一半的特征向量组成预编码矩阵.仿真结果表明:与现有干扰对齐预编码矩阵的设计方案相比,文中提出的算法在系统和速率性能上有明显的改善,而且该算法在统计信道状态信息下同样具有优势.     

鲁棒的基于几何均值分解的矢量预编码算法

针对非理想信道的多输入多输出（MIMO）系统,提出了一种鲁棒的基于几何均值分解方法的矢量预编码算法.利用非理想信道误差矩阵的二阶统计信息,以最小化收发信号的均方误差为准则,求出基于几何均值分解矢量预编码的最优扰动矢量和预编码矩阵.仿真结果表明,该鲁棒算法优于现有的基于几何均值分解矢量预编码算法性能.在高信噪比时,误码率可提高2dB以上.