认知型宽带恒模阵列水声通信多用户信号分离与干扰抑制算法

提出了一种适用于水声通信系统节点多用户信号获取与干扰抑制的宽带空时恒模阵列算法,实现多用户信号提取和宽带干扰的抑制。该算法与常规恒模阵列相比,具有更强的多径与干扰抑制能力。作为认知水声通信技术的重要组成部分,采用时频分析与瞬时自相关等调制特征提取算法,对宽带恒模阵列获取的多用户及干扰有效分类,从而为不同调制用户解调及干扰抑制提供解决方案。计算机仿真验证了该认知处理算法结构的良好性能。     

一种水声MC-CDMA多用户信道估计仿真研究

研究水声信道优化估计问题,在资源受限的水声环境下,多载波码分多址(MC-CDMA)上行系统信道,由于受到各种干扰,怎样获取多用户的信道准确信息是一个难题。为此提出了一种采用DFT的上行信道估计算法,可以很好的解决了上述问题。算法是在频域上构造不同的导频信号,在时域上估计用户的冲激响应从而得到其信道传输函数。采用改进方案的水声MC-CDMA系统在获得有效频谱效率和分集增益的同时,还能获得很好的误码率性能。首先利用DFT信道估计算法的性能,进行仿真。结果表明,DFT及改进算法较传统的LS信道估计算法,可以使水声系统性能有明显的提高,降低多用户干扰的影响,为水声多用户信道优化估计提供了依据。     

多用户CDMA系统中Turbo-BLAST迭代检测算法

将V-BLAST结构和CDMA技术相结合,构造了多用户CDMA系统模型,提出了一种联合多用户检测和Turbo迭代思想的多用户检测算法.该方案首先利用解相关算法对接收信号进行空时多用户检测.以去除用户间干扰.然后再对期望用户的接收信号进行软干扰抵消迭代检测,以去除天线间干扰.解相关后数据检测仅和单个用户的天线数目有关,算法复杂度较低.仿真结果表明,构造的空时多用户模型可使各用户检测相对独立,有利于已有单用户Turbo-BLAST方案的应用.     

两类多用户MIMO线性预编码的功率分配*

将多用户MIMO线性预编码分为干扰消除和干扰抑制两类,针对干扰消除中的块对角化（block diagonalization,BD）迫零算法,讨论了经典注水功率分配,提出一种信噪比控制功率分配方案。该方案可使系统各子流接收信噪比相同,各个用户的误码性能一致,也可控制用户之间的任意信噪比比例;研究了干扰抑制类预编码的统一功率分配方案,提出一种针对存在干扰系统的适用于相关信道的迭代注水算法。该算法引入经典注水的思想,将干扰和噪声一并考虑。仿真结果表明,该算法在相关信道下使系统和容量获得了明显提高。     

水声CDMA多用户通信系统仿真研究

针对水声环境通信系统码间干扰和相位偏移问题是水下多用户通信面临的主要问题,水下有限的发射功率使接收机对远距离用户信号的接收性能较低。提出了一种水声码分多址多用户通信系统,系统采用多输入多输出(M IMO)判决反馈均衡器补偿码间干扰、抑制多址干扰,同时利用扩频增益提高接收性能并进行仿真验证。计算机仿真结果表明,当扩频码长度为15、输入信噪比为16dB、远距离用户信号功率比近距离用户低14dB时,接收机能够对各用户信号无误码地接收,证明了系统的有效性。     

消除噪声的ICA盲多用户检测

针对已有的基于独立分量分析（Independent Component Analysis,ICA）的盲多用户检测中为了便于分析经常将噪声信号忽略,从而造成系统检测性能下降的问题。提出了基于ICA的盲多用户检测的改进算法,该算法不仅能抑制远近效应和多址干扰,而且利用信号子空间和有效无偏估计原理可最大限度地消除被忽略的噪声,提高了系统的容量。通过Matlab实验仿真,验证了该算法的有效性和实用性。     

多用户MIMO系统上行链路的用户分组选择

本文重点研究了多用户MIMO系统上行链路中用户选择的问题,提出了基于分组的用户选择模型。该模型可以减少用户竞争次数,有效降低隐藏节点和竞争导致冲突的概率。进而通过用户之间的信道相关性改进用户选择算法,在计算量较低的情况下,选择出优化的波束用户组。仿真结果表明,使用本文提出的分组式用户选择算法在误码率和信道容量这两方面性能均有较大提升,在信噪比较低时,性能提升尤为明显。     

基于最小均方误差的串扰消除多用户检测算法

在存在强多址干扰的直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)系统中对传统串行干扰消除检测器的优点及缺陷进行分析,提出一种基于最小均方误差的串行干扰消除多用户检测算法。该算法能够对时变信道环境进行有效跟踪,避免判决误差扩散。仿真结果表明,在加性高斯白噪声环境中一个同步DS-CDMA系统中对于信号功率弱的用户,该算法相比传统串行干扰消除算法及迫零算法的检测性能有较大的改善,在消除原有检测算法检测精度不稳定的同时能提高算法的误码性能。     

空间特征的累量域估计算法及其在智能上行多波束形成中的应用

在智能天线系统中,空间特征估计是实现空分多址的关键问题之一。本文提出了一种基于累量的多用户空间特征估计算法,并将该算法用于智能天线中智能上行的实现。该算法既不依赖于信号的的具体结构也不依赖于信道的模型假设,构造了累量域空间特征矩阵,通过对空间特征矩阵的特征分解得到各用户信号的空间特征估计。并以此为基础,设计了用于上行多波束成形的空间滤波器组,实现了上行多用户信号的分离。仿真实验表明,空间滤波器的响应可用于多用户相干源的波达方向估计。     

基于遗传算法的无线信道矩阵优化技术

在多用户无线通信系统,如何在消除信道间干扰的同时抑制噪声的增强,降低接收端信号检测的误码率是影响整个通信系统性能的重要问题.将各子信道的时状态信息联合构成信道状态矩阵H,然后结合遗传算法和格基约减算法提出了对信道矩阵H的优化方案,将矩阵H的各列向量看作给定格的一组基,在格中搜索到长度更短、正交性更强的一组格基构成改良矩阵(H),进而在消除子信道间干扰的同时抑制噪声的增强.仿真结果表明,将矩阵优化算法应用到发射信号的预处理中可以有效地降低接收端信号检测的误码率,提高信号传输的可靠性.     

Robust multiuser MIMO scheduling algorithms with imperfect CSI

Robust multiuser multiple-input-multiple-output (MIMO) scheduling algorithms are proposed in this paper.With imperfect channel state information (CSI),traditional scheduling algorithms for the multiuser MIMO system based on the zero forcing precoding scheme will lose some performance due to the multi-user interference (MUI).In order to improve the system average throughput,we study the robust multiuser MIMO scheduling problem with imperfect CSI.From the average capacity formula,we derive a robust factor which can transform the robust multiuser MIMO scheduling problem into the traditional one,thus most existing non-robust scheduling algorithms can be robust if this factor is adopted.Simulation results show that compared with the traditional algorithms,the proposed robust algorithms can improve the system average throughput significantly under the CSI error environment.     

Multiuser detection algorithm based on belief propagation in multiple-input multiple-output systems

In MIMO (multiple-input, multiple-output) systems, signals from differenttransmitting antennas interfere at each receiving antenna and multiuser detection (MUD)algorithms may be adopted to improve the system performance. This paper proposes anovel multiuser detection algorithm in MIMO systems based on the idea of "beliefpropagation" which has achieved great accomplishment in decoding of low-densityparity-check codes. The proposed algorithm has a low computation complexityproportional to the square of transmitting/receiving antenna number. Simulation resultsshow that under low signal-to-noise ratio (SNR) circumstances, the proposed algorithmoutperforms the traditional linear minimum mean square error (MMSE) detector while itencounters a "floor' of bit error rate under high SNR circumstances. So the proposedalgorithm is applicable to MIMO systems with channel coding and decoding. Although inthis paper the proposed algorithm is derived in MIMO systems, obviously it can be appliedto ordinary code-division m     

采用低密度校验码的多天线OFDMA系统

在本文中针对频率选择性衰落信道提出了一种采用低密度校验（LDPC）码的多天线（MIMO）正交频分多址（OFDMA）系统。在这一多用户／多速率系统中，首先通过OFDMA消除用户之间的干扰，从而将多用户环境转化为单用户环境；然后通过联合MIMO软解调与LDPC码解码的Turbo迭代算法，消除发射天线之间的干扰并改善系统的性能。仿真结果表明，该方案可以有效地消除多用户干扰和发射天线之间的干扰，在通过利用空分复用以提高频谱效率的同时，也获得了由LDPC码提供的编码增益。由于该方案对于星座图没有任何限制，因此可以通过采用高效的调制方式进一步提高频谱效率。     

一种平衡策略下网络多输入多输出系统的预编码方案

针对在多小区多输入多输出（MIMO）系统预处理中,最大化目标用户信干噪比与最小化干扰泄露之间存在的相互矛盾,提出一种基于平衡策略的预编码算法,构建预编码算法数学模型,引入干扰代价函数,并借助拉格朗日方程对所提算法的预编码向量进行求解,同时对算法的实现步骤进行了说明。最后在仿真中,对效用函数的收敛速度与迭代次数的关系进行了仿真,并基于系统最大和速率对该算法与现有算法的性能进行了比较,仿真结果验证了该算法在收敛速度与系统吞吐量方面的优越性能。     

Simplified MMSE Detectors for Turbo Receiver in BICM MIMO Systems

In this article, two methods adopting simplified minimum mean square error (MMSE) filter with soft parallel interference cancellation (SPIC) are discussed for turbo receivers in bit interleaved coded modulation (BICM) multiple-input multiple-output (MIMO) systems. The proposed methods are utilized in the non-first iterative process of turbo receiver to suppress residual interference and noise. By modeling the components of residual interference after SPIC plus the noise as uncorrelated Gaussian random variables, the matrix inverse for weighting vector of conventional MMSE becomes unnecessary. Thus the complexity can be greatly reduced with only slight performance deterioration. By introducing optimal ordering to SPIC, performance gap between simplified MMSE and conventional MMSE further narrows. Monte Carlo simulation results confirm that the proposed algorithms can achieve almost the same performance as the conventional MMSE SPIC in various MIMO configurations, but with much lower computational complexity.     

基于干扰消除的MIMO-OTFS系统信号检测研究

高迁移率条件下正交时频空间(OTFS)调制技术的性能优于正交频分复用(OFDM),而在常规的多输入多输出系统(MIMO)信号检测中,基于干扰消除信号检测技术的复杂度较大.针对此缺点,提出了一种改进的基于信干噪比(SINR)排序的信号检测算法.该算法先算出每一层信号的信干噪比,然后利用信息传递(MP)检测技术检测出每一层信号并通过干扰消除检测出全部信号.最后通过仿真对算法进行了验证,结果表明改进后的算法具有更好的性能.     

A novel low complexity data demodulation algorithm for pulse position modulation

In this paper, a low complexity data demodulation algorithm is proposed that requires time of arrival information of the received signal exclusively. As an application example, the algorithm is applied to an ultra-wideband impulse radio communication system with pulse position modulation. The algorithm is insensitive to a common time delay for all pulses, that means, it does not require an accurate synchronization between the transmitter and the receiver. For the performance estimation, only a symbol synchronization is assumed, i.e., that there is a priori knowledge which pulse marks the beginning of a received data symbol. The performance of the proposed algorithm is evaluated for straightforward time of arrivals estimators, such as a maximum detector or a threshold detector. It is shown that the proposed algorithm outperforms a least squares algorithm in all considered scenarios. In particular, an increased robustness against additive white Gaussian noise, impulse like noise, and multiuser interference is demonstrated as well as an improved performance for multipath propagation channels.     

MIMO下行链路中的多用户调度与功率分配

分析了MIMO下行链路中的多用户调度和功率分配方法,讨论了各种功率分配方法的多用户调度性能,并通过仿真实验对性能进行了比较。实验结果表明,在低信噪比条件下,二维注水功率分配的性能最佳,而在高信噪比条件下,各种功率分配方法的性能差别很小。     

一种自适应跨层空间子信道分配算法——基于多用户MIMO／OFDM系统

MIMO／OFDM是未来宽带无线通信接口的有效架构。本文提出了一种自适应跨层空间子信道分配算法，在多用户MIMO／OFDM系统中，联合链路层截短ARQ（T-ARQ）技术，以获取物理层最大的系统吞吐量为目标，推导了子载波分配准则，并给出了相应的算法流程。仿真结果表明，该算法具有良好的性能，有效地提高了系统的传输速率。