一种改进的多用户MIMO系统的功率分配算法

近来,MIMO无线系统以其在容量和性能上的巨大潜能吸引了广大研究人员的关注本文对多用户MIMO无线系统的功率分配算法进行了探讨首先介绍了MIMO产生的背景、原理;分析了多用户“迭代注水算法”．并针对其不足之处提出了一种改进的算法;最后,通过数值仿真对两种算法进行了比较;结果显示,改进的算法是有效的。     

MIMO无线传输技术综述

MIMO无线传输技术是通信领域的一项重要技术突破,它能在不增加带宽与功率的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱效率,堪称新一代无线通信系统中的关键技术之一,近年来引起了人们的广泛关注与研究兴趣。回顾无线移动通信的发展历程,概述天线分集技术与智能天线技术,剖析MIMO无线传输技术的原理与国内外研究现状:传统单天线系统向多天线系统演进、智能天线向多天线系统演进、MIMO无线传输技术的原理、MIMO系统中的分集与复用、MIMO无线信道建模、MIMO系统中的多天线设计等,为深入认识与进一步研究MIMO无线传输技术奠定基础。     

MIMO系统中基于ZF/MMSE检测的 自适应功率分配方案

 本文研究了MIMO系统中的功率分配技术.针对基于ZF/MMSE检测的MIMO系统,提出了一种简单的自适应功率分配方案.该方案在不使用预编码技术对MIMO信道进行对角化的前提下,遵循最小化系统BER的准则,为发送数据流分配发射功率.与采用SVD预编码的功率分配方案相比,本文提出的方法减少了系统需要的反馈信息量.仿真表明该方法能够有效地提高系统的BER性能,而且基于MMSE检测的系统性能接近于采用SVD预编码的功率分配性能.     

MIMO系统一种新的功率分配算法及容量分析

在不额外增加发射功率和带宽消耗的情况下,注水功率分配算法能够获得最大的多输入多输出(MIMO)系统容量.基于拉格朗日乘数法,推导给出了MIMO系统注水功率分配算法的显式解.利用信道冲激响应矩阵的奇异值分解(SVD)算法,推导给出了注水功率分配算法MIMO系统的容量分析公式.利用数字波束形成(DBF)技术,提出了一种新的功率分配算法,推导给出了该算法MIMO系统的容量分析公式.仿真结果表明,提出的功率分配算法的系统容量虽然略低于注水功率分配算法的系统容量,但它的计算复杂度较低.     

基于贪婪算法自适应比特功率分配的MIMO-OFDM系统性能

OFDM技术、MIMO技术和自适应调制技术的结合可以有效的抗无线信道的各种衰落,最大限度提高系统的容量和传输质量。借助于贪婪算法的最佳比特功率分配,本文深人研究了基于贪婪(greedy)算法自适应比特功率分配的MIMO- OFDM系统性能,对贪婪算法、等比特功率分配算法及CHOW算法下的系统误比特率(BER)进行比较,并对不同天线配置下的MIMO-OFDM系统的误比特率(BER)进行比较,推导及仿真结果表明：基于贪婪算法自适应比特功率分配的MIMO-OFDM系统BER要好于采用传统比特功率分配算法的系统BER,其频谱效率也要优于另外两种算法；同时,在采用相同的贪婪算法自适应动态比特分配策略下,MIMO-OFDM系统的BER要好于SISO-OFDM系统的BER。     

分布式天线系统MIMO信道容量分析

结合了分布式天线系统和MIMO信道特点的分布式MIMO系统可以改善覆盖特性,提高系统容量。提出了包含路径损耗、快衰落和阴影衰落的两层分集分布式MIMO系统。对MIMO信道容量的分析表明,分布式MIMO系统具有良好的信道容量均匀覆盖特性。与传统集中式天线系统相比,分布式MIMO系统可以获得更好的小区平均信道容量。对下行信道容量的数值分析表明,由于“充水”方式功率分配可以充分利用MIMO信道信息,此时的分布式MIMO系统可以比等功率分配条件下的分布式天线系统多获得0.25bit/(s·Hz)每发送天线的信道容量增量。     

自适应比特功率分配的MIMO OFDM系统性能

该文首先分析了多天线发射和接收(MIMO)的OFDM系统模型。然后针对在多径衰落信道下,OFDM中一些深度衰落的子载波降低了系统性能。该文把一般多载波系统中的自适应比特功率分配算法推广应用到多天线OFDM系统中。同时研究了自适应MIMO OFDM系统的频谱效率。仿真结果表明,自适应比特功率分配提高了MIMO OFDM的误比特率性能和频谱效率。     

LTE系统中多用户MIMO容量分析

首先简单介绍了LTE通信技术,在此基础上分析单用户MIMO系统容量以及相应的功率分配问题,随后对多用户MIMO系统功率分配问题做了简单介绍,并给出上行链路和下行链路的容量区域表达式,最后给出4种信道情况下容量之间的关系。     

MIMO-OFDM系统一种新的自适应资源分配算法

OFDM技术、MIMO技术和自适应调制技术的结合可以有效地抗无线信道的各种衰落,最大限度提高系统的容量和传输质量,针对自适应MIMO—OFDM系统中满足用户QoS（这里主要指用户带宽及误码率这两个指标）要求的比特功率分配这一问题,提出了一种新的变步长（M—P）算法。该算法以每比特分配时,使得每比特（一次可分配偶数比特）的功率代价最小为原则,获得良好的性能。仿真结果表明：该算法在满足用户QoS要求的情况下,其发射总功率比现有的Hughes—Hartogs算法小,性能更佳。     

非线性失真环境下的天线功率分配算法

本文研究MIMO系统中,考虑功放的非线性限幅作用后,该如何在天线之间分配功率的问题。在这种情况下,采用传统的贪婪算法,信道增益小的天线上分配的功率可能很大,超过功放的线性范围,产生严重的非线性失真。不仅无法提高系统吞吐量,反而会导致吞吐量的恶化。通过对非线性失真环境下的系统吞吐量的分析,提出了一种改进的贪婪算法,综合考虑了无线信道引起的衰落和功放限幅引起的失真等因素,能够更加合理的分配天线功率。仿真结果也表明,新算法在信号功率较大的时候比传统的算法拥有更高的吞吐率。     

3D MIMO在无线携能通信系统中的应用和优化设计

为了提高无线携能通信(SWIPT)的效率,在基站采用3维(3D)定向天线,通过动态调整天线下倾角,来开发垂直维度,从而增强SWIPT中能量和信息的传输效率。该文研究单小区多输入多输出(MIMO)SWIPT系统,基站和用户分别使用迫零(ZF)预编码和功率划分(PS)技术。构建以最小化发送功率为目标的优化问题,在信噪比(SNR)和获取功率的约束下,联合优化了天线下倾角,PS比和分配的功率。最佳PS比和最优功率分配以闭合表达式给出。仿真表明,所得到的优化解的性能优于具有可调下倾角的常规MIMO系统和不考虑垂直维度的2维(2D)方案。     

MIMO空间复用系统的最小BER比特分配

该文基于最小误比特率(BER)准则,提出了多输入多输出(MIMO)空间复用系统的贪婪比特分配算法和基于二分法的比特分配算法。在总比特速率和每个发射天线分配相等功率的约束条件下,通过比特分配优化每个发射天线的调制方式,改善了系统的BER性能。仿真结果表明,与传统的MIMO系统相比,比特分配的MIMO系统可获得显著的信噪比(SNR)增益;与功率分配相比,比特分配在性能损失很小的情况下减少了每个发射天线的功率放大器的动态范围。     

无线协作通信系统关键性技术探究

协作通信是基于MIMO技术的实际应用,其将分集和中继传输的优势充分结合到一起,能够将传统的集中式竞争关系向分布式协作关系转变,通过协作方式提高通信的容量和品质,在基于原有基础设施的条件下实现发送端多天线的技术难题,因此成为当前学术界和运营商广泛关注的热点.本文从中继节点的选择、编码协作和能量消耗与最优功率分配三个方面对无线协作通信系统关键技术进行了讨论,希望能够为进一步研究无线协作通信系统提供一定的参考.     

MIMO系统一种新的低复杂度功率分配算法

研究了MIMO系统中的功率分配技术。提出了一种基于QR分解的预编码自适应功率分配算法。与采用SVD预编码的功率分配方案相比,提出的方法在理论上减少了系统需要的反馈信息量,同时仿真表明能够有效地提高系统的ABER性能,且系统性能接近于采用SVD预编码的功率分配性能,但算法的复杂度降低了。     

单小区多用户下行OFDM系统资源分配算法研究

多用户正交频分复用(OFDM)系统中,充分利用多载波系统的多用户分集进行合理无线资源分配,能够显著提高系统容量和最大限度提高频谱利用率。经过广泛的研究,很多有效资源分配算法已经被提出来。重点讨论了单小区多用户OFDM系统关于子载波、比特及功率等无线资源的分配问题,介绍现有的研究成果,包括常见的模型及求解方法,并介绍近期的研究热点,包括多小区系统、多入多出(MIMO)系统等。     

大规模MIMO无线通信关键技术

MIMO（多输入多输出）无线通信系统是通信领域中一项重要的技术突破,MIMO在不增加功率与带宽的情况下能够在很大程度上提高无线通信系统的频谱效率,因此MIMO迅速成为了无线通信系统中的一项关键技术,也是近年来无线通信系统工作者的研究热点之一。笔者将根据相关工作经验,综合分析MIMO系统的基本工作原理,分析MIMO系统的关键技术：①接收机设计;②MIMO无线信道建模;③多天线空时编码。简而言之,大规模地利用MIMO技术传输能够显著提高无线通信系统的功率与效率。     

人工噪声辅助MIMO系统下数据信号功率占比的误码率研究

针对多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）无线通信系统传输过程中的安全问题,提出了一种基于人工噪声辅助的安全传输方法。首先,建立人工噪声辅助MIMO系统的信道状态矩阵;其次,将信道状态矩阵进行奇异值分解,设计合理的预编码和人工噪声矩阵,从而显著提升MIMO系统的安全性。对于窃听节点的译码采用最大似然检测译码。仿真结果表明,利用MIMO系统信道信息的零空间矩阵,采用人工噪声进行信号加密,有效提高了潜在窃听节点的误码率,当合法信道质量降低时,通过降低分配数据信号功率系数来提高MIMO无线系统的窃听误码率。     

MIMO无线技术研究

近来 ,MIMO无线系统以其在容量和性能上的巨大潜能吸引了广大研究人员的关注。本文对MIMO无线系统这一热点问题进行概述。首先介绍MIMO无线链接巨大潜能的背景、原理以及实现MIMO优点的各种技术和算法。然后介绍了MIMO在 3G中应用的问题。     

基于协作MIMO和睡眠机制的中断概率性能研究

利用无线传感器节点间的相互协作形成协作MIMO系统可有效对抗无线信道衰落。基于Nakagami信道,该文研究协作MIMO系统的中断概率。首先建立节点睡眠机制和总功率受限情况下,综合考虑节点传输能耗和处理能耗,系统中断概率最小的优化模型。接着,讨论了优化模型的理论解。最后,通过仿真来验证算法的有效性。      

基于最大化容量的SLNR多用户MIMO预编码的研究

在多用户MIMO系统中可以联合预编码和功率分配来提高系统QoS.在重点研究信漏噪比SLNR的基础上,提出一种低复杂度的联合预编码与功率分配的算法.首先利用信道的迹为各个用户分配功率,然后以误码率最小准则为用户的各个空间子信道分配功率,既克服了SLNR只利用单个子信道传输的缺点,同时兼顾系统性能和运算复杂度.理论分析和仿...