毫米波大规模MIMO系统中的一种低复杂度的混合波束赋形方案

针对传统模拟/数字混合波束赋形需要进行信道估计和高维奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的问题,设计了一种低复杂度的混合波束赋形方案。在模拟域,采用离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)设计出码本波束,并提出一种基于期望信号的波束扫描方法,搜索出最接近期望用户方向的模拟波束。在数字域,结合自适应算法将波束微调对准期望用户方向,并在干扰方向形成较深的"零陷"。通过理论分析和仿真,对误差收敛、信干噪比以及频谱效率等性能进行了研究。结果表明,所设计的混合波束赋形方案在不涉及信道估计、SVD分解的情况下,信干噪比和频谱效率等性能仍可以接近于纯数字波束赋形方案。     

基于自适应空分复用的分组多用户分集方案

在采用空分复用技术的多用户多输入多输出下行链路中,有限的空域信道资源限制了系统容量.针对这一问题,提出了一种新的基于自适应空分复用的分组多用户分集方案.针对空分复用算法的特点,该方案首先以信道响应矩阵主右奇异向量的互相关大小为度量,将全部用户分为互相关最小的若干组;然后采用一种新的自适应空分复用算法,求出每一组用户传输时所能获得的系统容量,并将信道分配给容量最大的那一组用户.仿真结果表明,所提出的方案不仅能保证信道资源调度的公平性,而且通过引入多用户分集和自适应空域信道分配,显著地提升了系统容量.     

天线MIMO和波束MIMO空分复用系统性能分析

文章通过仿真分析了多径数量以及波束数量分别在天线信道和波束信道下对空分复用结构（V-BLAST）误码性能的影响，进而得出多径数量和波束数量都会各自影响信道天线间相关性的结论。并且比较了同样条件TV-BLAST结构在天线信道以及波束信道下的误码性能，得出它们的平均误码性能是一样的结论。     

一种基于空时分组编码的MIMO-OFDM系统接收空间分集方案

文献[1]提出了一种使用正交设计的单输入多输出正交频分复用(SIMO-OFDM)系统的空间分集接收结构,目的是为了减少接收端DFT块的数目以降低系统复杂度和减少功率消耗。由于在线性处理过程中噪声叠加的影响,造成了一定的性能损失。本文提出了一种基于空时分组编码的多输入多输出OFDM(MIMO-OFDM)系统空间分集接收方案,通过在文献[1]提出的分集结构中引入使用空时分组编码的发射分集,弥补了因减少DFT块数目而造成的性能损失。本文对使用空时分组编码后的处理过程进行了推导,并对使用空时编码前后的系统性能进行了仿真和比较。     

非理想信道估计下迫零接收的空间相关多输入多输出空分复用系统的误码率分析

分析了非理想信道估计和发射空间相关信道下,采用迫零接收的多输入多输出空分复用无线通信系统的误码率性能.基于随机矩阵理论,导出了闭合形式的M-PSK和M-QAM误码率近似解析表达式,并通过仿真验证了表达式的有效性.所获得的表达式形式简单、便于数值计算,可以用于系统性能评估.     

星地融合网络中基于层分复用的广播和单播传输鲁棒波束赋形

星地融合网络(STIN)为解决下一代无线通信中地面基站存在的覆盖范围约束和频谱短缺瓶颈提供一种有效架构。针对该融合网络中下行广播和单播单独传输性能受限问题,该文建立基于服务质量(QoS)约束的最小化传输功率优化模型,提出基于层分复用(LDM)的鲁棒联合波束赋形传输方案。且根据最差情况准则,采用S-Procedure及半正定松弛(SDR)方法将具有无穷维约束的鲁棒优化问题转化为具有线性矩阵不等式(LMI)的确定性优化形式,并提出一种基于罚函数的迭代算法求解该问题。仿真结果表明,所提方案在传输功耗方面比传统正交时分复用(TDM)传输方案降低约6 dBm,且用户平均速率相较于非协作传输方案提升明显。     

空分复用多输入多输出系统中的分组多用户分集

该文针对基于空分复用的多用户多输入多输出系统下行链路,研究了空间衰落相关和信道估计误差对系统容量的影响,提出了两种新的分组多用户分集方案。所提出的方案通过合理选择共道用户,能有效提升系统容量,同时兼顾公平性。分析和仿真结果表明,所提出的方案对衰落相关性以及信道估计误差具有较好的稳健性;其中,第2种方案与第1种相比较,容量性能更优,但具有较高的计算复杂度。     

改进的下行MIMO随机波束赋形算法

现有多输入多输出(MIMO)技术中,用户通常选择采用随机波束赋形(RBF)方法,而在用户数较少时,RBF会因为用户信道与发送信道不能准确匹配而使系统吞吐量下降.本文提出了一种改进的随机波束赋形用户选择策略.首先,中心基站发送信道检测信号,然后在用户端进行信道检测与匹配,按照本文提出的矫正算法反馈信道信息,最后基站根据信道反馈信息向用户发送数据.用户选择的判断标准不再是用户信道和随机发射波束的匹配,而改为用户信道校正后的等效信道与随机发射波束的匹配,这样减少了通信中天线间信号干扰,系统性能得到改善.仿真结果表明:与现有的MIMO用户选择策略相比,本文提出的方法在不明显增加运算复杂度的前提下,提高了发送波束与传输信道的匹配,系统吞吐量得到了提高.     

STBC结合波束成型的方案在相关MIMO信道中的性能研究

本文用指数相关模型对空间衰落相关的多输入多输出信道进行了建模,并基于此模型研究了A lam outi空时分组码结合波束成型的方案的比特错误概率,为便于比较,也研究了传统A lam outi空时分组码的比特错误概率,通过仿真得到了两种方案在不同相关信道中的误比特率性能。     

一种适用于空分复用MIMO系统的迭代检测器

本文在比特交织turbo编码调制的空分复用M IMO系统发送框架下,研究了一类与Turbo码的迭代译码联合进行的软干扰抵消迭代检测算法。在首次检测中,使用了基于匹配滤波(M F)的多级串行软干扰抵消方法,在后续的检测中使用了单级并行软干扰抵消方法。本文又把迭代检测同turbo码的迭代译码联合,大大降低了每次联合检测turbo译码需要的迭代译码次数。     

Multiuser beamforming based on max SINR for downlink spatial multiplexing MIMO

In this article, a method based on max signal interference noise ratio (SINR) criterion is proposed, to mitigate the interuser interference for downlink multiuser spatial multiplexing multi-input multi-output (MIMO) systems.Unlike the zero forcing (ZF) scheme in which the SNR is decreased when the interference is eliminated completely, max SINR method makes a compromise between noise and interuser interference.When the number of substreams is larger than the difference between the number of base station antennas and the sum of interference mobile station antennas, the ZF is infeasible.An existing coordinated TX-RX block diagonalization (COOR BD) method uses preprocessing at the receiver to cancel the interuser interference.However, it cannot obtain more receive diversity gain because of the preprocessing.Analysis and simulation show that the max SINR scheme has better performance than the ZF method.Moreover, when the ZF is infeasible, the max SINR scheme can obtain more receive diversity gain than COOR BD in the two-user case.     

MIMO声纳最小二乘方位估计快速算法

 为了充分利用多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)声纳的虚拟阵列孔径性能,针对目标方位估计问题,提出了一种MIMO声纳系统目标方位估计方法,该方法由发射阵列发射正交信号,接收阵列首先对接受信号进行匹配滤波,然后构造最小二乘约束下的空间拟合关系,最后采用马尔可夫蒙特卡罗完美抽样方法解决最小二乘拟合求解运算量大的问题.仿真结果表明:两目标情况下,采用该方法的MIMO声纳系统方位估计精度在中低信噪比条件下与MIMO最大似然方位估计基本相同,优于MIMO最小方差方法,而运算量比最大似然方法显著降低.     

A multi-CRC selective HARQ scheme for MIMO systems

A multi-Cyclic Redundancy Check （CRC） selective Hybrid Automatic-Repeat-reQuest （HARQ） scheme for improving the throughput efficiency of Multiple Input Multiple Output （MIMO） systems is proposed in this paper. According to different feedback information from the receiver, the proposed HARQ scheme employs two strategies, referred to as retransmission frame selection and space diversity. These two strategies decrease the successive frame errors upon retransmission. Theoretic analysis and computer simulation results show that this HARQ scheme achieves higher throughput than the existing HARQ schemes even in poor conditions of low Signal-to-Noise Ratio （SNR）.     

基于MSINR的上行多用户MIMO多址干扰抑制算法

针对多用户多输入多输出技术上行传输系统,以最大信干噪比作为多址干扰(MAI)抑制的准则提出了一种新算法。该算法充分利用基站接收端所能获知的信道状态信息构造滤波矩阵,以抑制 MAI以及噪声带来的影响。与广泛关注的块对角化 MAI抑制算法相比,该算法考虑了噪声的影响,性能有较大提升。针对非理想信道环境,给出了本文算法的改进,仿真结果表明该算法具有优异的性能。     

基于扩频信号的MIMO雷达波束形成研究

多输入多输出雷达使用多个发射天线发射独立的信号,使用多个天线接收回波信号,对回波信号进行分离,相当于形成一个大的虚拟阵列。这里使用二进制扩频码分多址信号作为不同发射天线的发射信号。由于编码相关产生的高旁瓣,传统距离压缩方法不能产生恰当的目标距离像。使用Capon波束形成方法来降低距离旁瓣,同时产生更高的角度分辨率,可用于对目标成像。     

MVDR‐combining‐aided diversity and spatial multiplexing for MIMO multi‐cellular networks with cochannel interference

Two multiple‐input multiple‐output (MIMO) schemes (a diversity scheme and a spatial multiplexing scheme) that employ the minimum variance distortionless response (MVDR) combining are proposed for multi‐cellular networks with cochannel interference. With the receive diversity provided by the MVDR combining, the proposed diversity scheme can be benefited by both the transmit diversity and the receive diversity, also, the proposed spatial multiplexing scheme can be benefited by both the receive diversity and the spatial multiplexing. The proposed MIMO schemes do not require the space‐time coding or the successive interference cancellation, thus they can result in less computational complexity than space‐time block code (STBC) and vertical‐Bell Labs layered space‐time (V‐BLAST). We show that the capacity of the proposed diversity scheme is close to or larger than that of STBC for the noise‐corrupted case and is much larger than that of STBC for the interference‐corrupted case. We also show that the capacity of the proposed spatial multiplexing scheme can be much larger than that of V‐BLAST for the interference‐corrupted case and the noise‐corrupted case, and the proposed spatial multiplexing scheme can achieve good compromise between diversity and spatial multiplexing. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

天线选择对MIMO信道容量的影响

该文首先分析了多天线系统的信道容量,然后研究了当信道矩阵非满秩时,选择发射和接收天线对信道容量的影响。仿真试验结果表明,发射天线选择能提高系统容量,同时选择发射和接收天线虽然减小了复杂度和硬件成本,但对系统容量的增加低于单独进行发射天线选择时的情况。     

Simplified 3D Fading Channels Adopted in MIMO Beamforming Schemes

A simplified three-dimension (3D) fading channel model deployed in a multi-input multi-output (MIMO) beamforming system is explored in this article. Both angle of arrival (AoA) and angle of departure (...     

Blind equalization of MIMO systems based on orthogonal Constant Modulus Algorithm

This paper investigates adaptive blind source separation and equalization for Multiple Input Multiple Output （MIMO） systems. To effectively recover input signals, remove Inter-Symbol Interference （ISI） and suppress Inter-User Interference （IUI）, the array input is first transformed into the signal subspace, then with the derived orthogonality between weight vectors of different input signals, a new orthogonal Constant Modulus Algorithm （CMA） is proposed. Computer simulation results illustrate the promising performance of the proposed method. Without channel identification, the proposed method can recover all the system inputs simultaneously and can be adaptive to channel changes without prior knowledge about signals.     

基于博弈论的二次博弈波束成形算法

针对波束成形算法中,用户的信号方向估计值和用户之间的功率分配存在着相互矛盾,本文提出了一种基于博弈论的二次博弈波束成形算法,构建了波束成形博弈算法数学模型,首先在第一次博弈的时候,将波束成形算法中的信号方向和功率分配映射为博弈论数学模型中的局中人,将其建模为函数的极大极小值求解问题,先求解出信号方向;然后在第二次博弈的时候,将不同用户的功率分配过程描述为一个多用户的博弈过程,设计了功率分配更新算法,通过数学推导论证了纳什平衡点的存在性和唯一性。最后在仿真中,与传统最大信噪比算法进行比较。结果表明该文算法的性能要优于最大信噪比算法,并且讨论了不同参数对该文算法的影响。