视距相关信道下考虑非理想CSI的多用户MIMO收发联合设计

在FDD模式多用户MIMO(Multi-input Multi-output)系统下行链路中,由于信道估计、反馈信道等存在误差,使得发送端获取理想信道状态信息(CSI,channel state information)十分困难。针对获得非理想CSI的多用户MIMO系统,考虑在基站和各用户的天线分别具有相关性并引入视距分量的信道条件下,提出了一种新的基于块对角化的MMSE准则收发联合设计算法。该算法首先通过块对角化消除用户间的共信道干扰,然后针对存在信道估计误差的用户信道依据MMSE准则分别迭代求解每个用户预编码和解码矩阵。论文设计出一种基于训练序列的信道估计误差算法,并获得等效信道模型,使得收发端获得的信道状态信息更有实际意义。本文假设反馈信道理想,发射端可以完整得到信道估计矩阵。在MMSE准则下,推导获得了Lagrange乘子的解析解,避免了求解非线性方程的复杂过程,显著降低了计算复杂度。和已有算法相比,该算法不仅可以获得良好的误码性能还可以对各用户进行独立优化,处理更加灵活。仿真分析了视距分量、信道相关性以及信道估计误差对算法性能的影响。仿真结果表明,该算法误码性能良好,算法收敛快,并且对信道估计误差带来的影响有较好的抑制作用。      

多用户MIMO下行链路线性收发机设计

该文提出一种以最小化系统总均方误差(Sum MSE)为准则,迭代设计线性收发机的方案。该方案通过对接收机的改进设计,能够有效地避免传统MMSE设计过程中出现的拉格朗日乘子不易计算的缺点,大大降低设计复杂度。由于拉格朗日乘子有解析解,发射预编码矩阵也有闭式解,并且可以通过定点迭代算法有效解出。收端的接收机也不用基站下发,只要各自采用MMSE均衡即可。仿真结果证明该方法的有效性。     

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...     

多用户MIMO系统中的预编码技术研究

多用户MIMO系统的预编码技术是未来移动通信研究的关键技术之一。文章对常用的预编码算法——线性的与非线性的——实现流程进行了详细描述,根据研究现状提出了未来预编码研究的发展趋势。仿真结果表明,非线性预编码算法的性能要优于线性预编码算法。     

下一代无线通信系统的多用户MIMO技术

多输入多输出（MIMO）技术已成为下一代无线通信系统的关键技术之一.目前,MIMO系统的研究已经从点对点的单用户系统扩展到点对多点的多用户MIMO系统.介绍了多用户MIMO系统的模型,特别是下行链路的基于空分多址方式消除用户间干扰的预处理方法,并讨论了多用户分集和调度等相关问题.多用户MIMO系统是下一代无线通信系统的一种典型应用系统,因此研究其具有非常重要的意义.     

一种基于IQ失衡的大规模MIMO预编码算法

大规模MIMO具有较高的频谱利用率和能量效率等优点,但大量天线的使用也会带来一些缺点,比如IQ失衡问题等。针对大规模MIMO系统中存在的IQ失衡问题,提出了一种宽线性优化的块对角化预编码算法。通过仿真结果可以看出,本算法相对块对角化算法和宽线性对角化算法在误码率性能上有着显著的提高。     

一种LTE上行多用户MIMO信道估计算法

LTE系统支持上行多用户MIMO,采用多用户MIMO时不同用户的参考信号资源映射位置完全重叠,这给信号估计带来一定的困难。针对上述场景利用Zadoff-Chu序列的性质提出了一种多用户MIMO场景下基于DFT的信道估计算法。该算法能够有效地区分不同用户的参考信号并通过去噪声、减小边缘效应等手段使得信道估计有较好的效果,提升了用户的检测性能。     

一种低复杂度多用户MIMO预编码方法

针对多用户多输入多输出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)系统下行链路,提出了一种基于特定矩阵结构的低复杂度线性预编码方法。该方法利用规则块对角化(RBD,Regularized Block Diagonalization)方法的预编码矩阵具有的内在结构设计预编码矩阵,通过最小化总的干扰与噪声功率之和得到预编码矩阵的最终形式。等效性证明和复杂度分析表明,该方法能够获得与规则块对角化方法相同的"和速率"性能,同时大幅度降低了运算复杂度。仿真实验结果验证了这一结论。     

多用户MIMO系统下行链路的空分多址发送预滤波技术研究

该文提出了一种用于多用户MIMO系统下行链路的空分多址发送预滤波技术,通过在目前已有的基于块对角化的联合TX-RX MMSE算法的基础上,增加新的约束条件,使等效信道由块对角化矩阵变为完全对角化矩阵,就可以在发送端同时将多用户干扰(MUI)和用户内部各根天线之间的干扰完全消除。改进后的算法除了具有基于块对角化的算法的特点外,还具有更切实可行,简化接收机设计的优点。     

基于GMD-BD预编码的多用户MIMO可见光通信系统

在基于奇异值分解(singular value decomposition,SVD)的块对角(block diagonal,BD)预编 码多用户多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO) 室内可见光通信(visible light communication,VLC)系统中,同一用户终端的不同光接收机误码率性能有较大差别,而 用户终端误码率性能受限于最差性能的接收机。针对此问题,本文利用决策反馈均衡(decision feedback equalization,DFE) 非线性接收机,提出了基于几何均值分解(geometric mean decomposition,GMD)的BD预编码多用户MIMO室内VLC 系统,并利用同一用户终端采用不同视场角(field of view,FOV)的接收机进一步提高用户终端误码率性 能,分析了用户终端位置对用户终端误码率性能的影响。最后通过仿真验证了本文提出的系 统使同一用户终端的不同接收机获得相近的误码率性能,提高了最差接收机的性能,降低了 用户终端误码率。当单个发光二极管 (light emitting diode,LED)的发射功率为10 mW和系 统传输速率为100Mbit/s 时,在室内95%的区域内用户终端能够达到10－6左右的误码率性能。     

一种基于特定干扰图样的下行多用户MIMO预编码方法

本文在研究线性迫零类下行多用户MIMO预编码方法的基础上,提出了一种适用于单天线用户的预编码矩阵生成方法.利用信道补矩阵的奇异值分解,可以将下行多用户MIMO信道分解为多个带有基于干扰图样产生的多用户干扰的并行单用户信道.同时本文给出了一种特殊的干扰图样以及相应的显式参数优化方法,包括波束成型和功率分配.通过计算机仿真,重点在4天线场景下分析了该预编码器的系统性能.结果显示,相对于线性迫零类算法,本文提出的预编码方法可以有效的提高系统性能.在Pout等于0.1时,相对于单天线的BD方法,PBIF-Rp将损耗信道容量提高了超过45%,而PBIF-Op提高了100%以上.仿真结果和分析都证明了本方法的进一步研究的潜力.     

大规模MIMO中继系统中多用户物理层安全传输方案

研究大规模多输入多输出中继网络中的多用户物理层安全传输方案.系统模型中假设窃听节点与源节点和中继节点间都有直接链路,窃听节点可以接收到源节点和中继发送的信号.在不能获得窃听者信道状态信息的情况下,大规模MIMO中继采用简单的最大比合并/最大比发射信号处理方案,并配合中继零空间人工噪声和目的端的协作干扰实现多用户的信息安全传输.对保密速率及其在中继天线数无限增长时的渐近值进行了理论分析,并进行仿真.仿真结果显示系统的保密和速率随中继天线数的增长而增长,最终趋于理论渐近上界值.仿真结果也表明即使窃听节点具有多用户间干扰消除能力,并能同时拦截源节点和中继发送的信号,采用本文的方案仍然能获得可观保密速率.     

一种选择最大多用户分集MIMO信道调度方法及性能分析

提出了一种选择最大多用户分集MIMO信道调度方法,能在不降低性能的基础上减少反馈负载：每个用户将最大的信干噪比值与设定的门限比较,只有大于门限的值及对应的发射天线序号返回给基站,基站分配独立的信道给最大信干噪比用户。给出了所提方案的系统平均容量和反馈负载量的分析,仿真结果与分析一致。     

上行多用户MIMO中继系统中基于不完全信道状态信息的预编码算法

论文研究了存在信道估计误差及天线相关条件下,上行多用户MIMO中继系统的预编码问题,目标是提升系统的误比特率性能。针对基于放大转发中继技术的上行多用户MIMO中继系统,考虑源-中继和中继-目的端信道中存在的信道估计误差及天线相关,提出一种基于不完全信道状态信息(Channel State Information, CSI)的预编码设计方案。首先根据最小均方误差(Minimum Mean-Squared Error, MMSE)准则设计代价函数,以发射端和中继端最大功率为约束条件,通过理论推导求得中继端和发射端的线性预编码矩阵,最后采用迭代下降法得到接收端处理矩阵的闭式解。数值仿真结果表明,在存在信道估计误差和天线相关的条件下,与现有算法相比,所提算法能有效降低系统的误比特率。     

协作多基站多用户MIMO系统中有限反馈比特分配方案

For the cooperative multi-cell systems with multi-user MIMO, a new limited feedback bit allocation scheme is proposed to minimize the rate loss caused by quantization error. In the proposed scheme, the Channel State Information (CSI) feedback of cell-edge user for the local service cell and the adjacent interference cell are separately quantized. Based on the upper bound of the rate loss of cell-edge user due to the limited feedback, the number of feedback bits for quantized CSI of the local service cell and the adjacent cell are optimized with the fixed total bits of the limited feedback. The simulation shows that our proposed scheme of feedback bits allocation efficiently decreases the interference and increases the rate of systems compared with that of equal bits allocation and those of other allocations .     

一种提高部分反馈预编码MIMO系统安全性能方案

MIMO(Mutiple-In Mutiple-Out,多输入多输出)技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。无线通信的广播特性容易引起信息泄露,开展研究提高无线通信网络安全性能的课题十分必要。目前,MIMO系统中的预编码技术已成为无线通信领域的研究热点。本文将介绍一种加密技术控制下通过旋转码本提高预编码系统安全性能的方案。通过仿真,验证了该方案可以使无线通信可靠性接近1,并且该方案的设计思想可以推广到其他预编码系统中。     

多小区MIMO系统中基于泄漏的多用户下行链路预编码新算法

针对多小区MIMO系统的多用户下行链路预编码设计是未来移动通信系统研究的重要内容之一。本文在蜂窝多小区MIMO通信环境下,基于信漏噪声比(Signal-to-Leakage-Noise Ratio,SLNR)最大准则,提出了改进的多用户下行链路线性预编码算法。通过在优化目标中考虑接收端白化滤波器的影响,该预编码算法实现了对用户间干扰和小区间干扰(OCI)的同步抑制消除;在求解预编码矩阵优化问题时,本文基于QR分解提出了一种新的低复杂度求解算法,该算法能以较低的计算复杂度实现系统性能的有效提升。仿真实验结果表明,本文的改进SLNR线性预编码算法能有效抑制小区间干扰(OCI)的影响,使多小区MIMO系统获得更高的和速率(Sum Rate)容量。      

一种适用于下行多用户MIMO信道的预处理方法

在研究了多用户MIMO下行信道矩阵的基础上,本文提出了一种基于信道矩阵奇异值分解的多用户预处理方法。该方法将预编码矩阵分解为一些特殊矩阵的加权和。利用这种分解方法,本文研究了信道反转(CI)方法和规则化反转(RCI)方法,结果显示这两种方法均是本文提出的方法的特殊解。在发射功率约束条件下,本文给出了基于最大平均信道容量准则的迭代的参数优化方法。计算机仿真结果显示,本文提出的方法具备了较好的性能:相对于CI和RCI算法,有效提升了系统的平均信道容量和中断容量并且能够更好的处理远近效应问题。