多用户MIMO系统的最佳功率分配策略

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无线系统的功率分配问题进行概述。首先介绍了MIMO产生的背景,原理,从多个角度对一些MIMO系统的功率分配算法作了简要概托和分析。然后从信息论出发,作了一番总结,并对未来的研究作了展望。     

多用户JT MIMO系统下行联合功率分配算法

文中提出一种多用户MIMO下行联合发送（简称JTMIMO）技术中的功率分配算法。首先给出了多用户JT MIMO下行链路模型，并导出了下行信道干扰模型和有偏信道信息下的SINR公式。在此基础上，文中提出一种适用于多用户JTMIMO下行链路的联合功率分配算法，仿真验证表明：通过合理分配用户的发送功率，在满足每个用户信干比（SINR）的前提下，最小化总传榆能量具有较好的能量效率。     

分布式 MIMO 系统中功率分配算法研究

本文将功率注水算法应用到分布式 MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统中,充分利用分布式无线通信系统的高覆盖性,通过调整发射天线的发射功率,使系统的容量得到了提升,即系统的频谱效率得到了显著改善.仿真结果显示,与集中式 MIMO 系统相比,系统容量的确得到了显著改善     

多用户OFDM系统中一种新颖的自适应功率分配方案

针对多用户正交频分复用(OFDM)系统自适应资源分配的问题,提出了一种新的自适应子载波分配方案。子载波分配中首先通过松弛用户速率比例约束条件确定每个用户的子载波数量,然后对总功率在所有子载波间均等分配的前提下,按照最小比例速率用户优先选择子载波的方式实现子载波的分配;在功率分配中提出了一种基于人工蜂群算法和模拟退火算法(ABC-SA)相结合的新功率分配方案,并且通过ABC-SA算法的全局搜索实现了在所有用户之间的功率寻优,同时利用等功率的分配方式在每个用户下进行子载波间的功率分配,最终实现系统容量的最大化。仿真结果表明,与其他方案相比,所提方案在兼顾用户公平性的同时还能有效地提高系统的吞吐量,进而证明了所提方案的有效性。     

一种改进的MIMO-OFDM系统注水功率分配算法

鉴于目前MIMO—OFDM系统中大多数比特功率分配算法需要多次迭代,复杂度较高,及系统比特分配离散性的特点,本文结合贪婪功率分配算法逐步优化的思想,提出了修正的二次注水功率比特分配算法。该算法首先利用注水功率分配方案得到连续速率最优的功率分配,接着针对实际数据速率量化的误差对不同特征模式下的功率进行微调,实验证明改进后的算法有效提高了系统的总体传输速率。     

一种基于矩阵的OFDM系统功率分配算法

文章讨论了一种基于矩阵的OFDM系统功率分配算法，其基本思想是先找出所有可能的比特分配的排列组合，再在全局范围内搜索最优的分配方案。     

基于多用户MIMO-OFDM系统的自适应子载波和比特分配算法

文章通过建立系统模型和仿真，详细介绍了一种基于多用户多人多出正交频分复用（MIMO—OFDM）系统的自适应传输算法。在保证各个用户速率和误码率要求的前提下，该算法根据不同用户的信道信息来自适应分配子载波和比特，从而使系统需要的发送功率达到最小。     

一种用于离散比特分配的改进注水算法

该文针对OFDM系统的离散比特分配问题,提出一种改进的注水算法。该算法的实现借助于文中定义的比特水线分配给某个子载波的功率直接满足整数比特约束的注水线。先用最大信道增益子载波的比特水线进行离散比特分配,再调整分配结果以满足总发射功率约束。理论证明和分析显示,该算法能实现最优比特分配,运算复杂度仅与子载波数量有关。     

多用户FDD大规模MIMO下行系统能效功率分配算法

针对多用户频分双工(Frequency Division Duplexing,FDD)大规模多输入多输出(Multiple-Input MultipleOutput,MIMO)下行系统,从绿色通信角度出发,研究了能效准下基站训练序列信号和有效数据信号的功率分配问题。首先,利用大维随机矩阵理论,推导得出能效目标函数的解析表达式。基于此,采用高发射信噪比条件,将原始的非凸分式问题转化为拟凹问题。进而,证明了全局最优功率解的存在性和唯一性,并发现最优导频功率和数据功率之比为常数,且该常数仅由系统用户数、导频长度以及信道相干时长所决定。利用该关系式,获得最优功率的闭合形式解,并提出一种低复杂度的迭代优化算法。最后,通过Matlab数值仿真对所提功率分配算法进行了验证,分析了不同系统参数(如天线数、用户数、电路功耗等)对系统最优能效性能的影响,同时可以看到通过少量的迭代次数便可收敛到稳定点。     

基于公平性的多用户OFDM系统自适应功率分配松弛算法

提出了两种多用户OFDM系统下行链路的自适应功率分配算法.通过进一步放松不同用户之间数据速率比例性要求,提出的新算法提高了功率使用效率.实验仿真表明:在降低计算复杂度的同时,大大提高了系统容量,并且也近似满足了不同用户之间数据速率比例性要求.     

多用户MIMO系统中基于单天线功率约束的功率分配方法

针对多用户多输入多输出(MIMO)系统,研究了单天线功率约束下的低复杂度功率分配方法。基于迫零预编码算法,通过理论分析指出,在单天线功率约束下使多用户和数据率最大化的最优功率分配具有多水平面灌水结构,由此证明了单天线功率约束与多天线加权和功率约束之间的等价关系,并提出了一种低复杂度功率分配方法。仿真结果表明,所提出的功率分配方法的性能优于现有的等功率分配和启发式方法,与最优功率分配方法相比,能够以很小的性能损失为代价有效地降低计算复杂度。     

一种快速的OFDM系统比特与功率分配算法

针对OFDM系统提出一种基于裕度自适应(Margin Adaptive)的快速比特与功率分配算法,改进了Greedy(贪婪)算法。新算法利用不同子载波之间信道信噪比的对数关系,将子载波进行分组;在分配比特时,降低了原Greedy算法的循环迭代次数。仿真结果表明,在满足相同的通信服务质量(QoS)前提下,提出的分配算法,显著降低了算法的复杂度,发射功率增量很小,具有实用意义。     

多用户MIMO系统下行链路的随机多波束复用技术

该文提出了一种随机多波束多用户复用技术,充分利用多用户分集以及基站多天线的空间自由度来提高系统吞吐量。不同于传统的随机波束形成技术,该技术首先在给定预编码码本内随机选取一个码字,然后调度多个空分复用用户以及其余预编码矩阵。该文采用了一种逐次调度的方式,第一次训练调度一个主发送用户并确定一个次发送预编码矩阵,通过第二次训练选择次发送用户,这种方式能以很小的反馈开销有效控制复用用户之间的相互干扰。同时,该文所提技术能进一步推广到用户具有不同天线配置的异构情形。仿真结果表明,该文技术在具有不同相关性的信道环境下都能获得较优的系统吞吐量。     

多用户OFDM系统中子载波比特分配算法

针对多用户OFDM系统中的功率优化问题,提出了一种新的子载波、比特分配算法。利用匈牙利算法对子载波进行初始分配,然后根据信道的状态信息为每个子载波动态地分配比特,最后对分配的结果作进一步调整,直到发射总功率不再减小为止。仿真结果表明,调整后的结果比原有方法有所改善,在满足传输速率和误码率要求的条件下,有效地降低了系统发射总功率。     

基于多用户MIMO-OFDM系统的子信道和功率分配算法

在多用户MIMO-OFDM系统中，当总功率受限时，为了使整个系统的数据传输速率最大．已有的最优算法的计算十分复杂，这里采用了一种次最优算法。在发射端，基于已知信道状态信息。应用奇异值分解将MIMO信道转化为并行的子信道，并将表征信道增益的信道特征值用于子信道自适应调制优化设计中。在自适应过程中．用到了子信道和功率联合分配算法。仿真结果表明，这种算法能使系统的性能明显提高。     

多用户MIMO-OFDM系统功率最小化算法

针对多用户总速率和最大化算法,很少考虑用户之间公平性的不足,提出一种多用户功率优化算法,在满足每个用户速率要求的前提下,使多用户MIMO-OFDM系统的发射功率最小.仿真结果表明,该算法可在10-6>的精度内满足不同用户速率要求,同时所需的下行系统发射功率与理论上最少的基于循环迭代注水算法的DPC传输方式接近,具有较高的实用价值.     

多用户OFDM系统子载波分配算法研究

采用改进的贪婪算法分配时隙的无线资源,根据用户业务的QoS和数据队列信息确定用户的优先权,并在获知信道状态信息条件下,按照传输比特消耗功率最小原则搜索所有子载波信道,为用户动态分配子载波和比特。仿真结果表明,在两种传输速率要求下,当接入用户数相同时,改进算法比传统贪婪算法减少功率消耗3.9622W;改进算法多消耗1.9858W功率却增加了2个接入用户,用户消耗平均功率比前者少2.2456W/用户。     

一种新的OFDMA系统功率与比特分配算法

针对实际正交频分复用多址访问（OFDMA,Orthogonal Frequency Division Multiple Access）系统中整数比特的限制问题,以及用户间公平性要求较为松弛的情况,提出了一种新的整数比特条件下的功率与比特分配算法。该算法首先按公平比例进行功率和比特分配,然后对分配结果取整,并将剩余的功率与比特再进行分配。仿真结果表明：该算法保持用户间的比例公平性的基础上取得与贪婪算法接近的系统容量,公平性优于贪婪算法。     

多用户OFDM系统的次最优分配算法

本文提出了一种多用户OFDM系统中次最优的自适应载波、比特和能量分配算法。此算法利用各子载波的瞬时特性,在保证各个用户服务质量(QoS)的前提下,通过合理地分配子载波并调整各个子载波调制等级,达到降低总发射功率的目的。该算法相对于最优算法具有简单、公平、高效的特点。仿真实验表明,该算法的性能接近最优算法。     

电力线通信系统的功率注水分配

针对电力线信道在总功率、功率谱密度和各子载波比特数的约束,文中探讨了单用户在电力线信道自适应OFDM系统的功率分配模型,提出了两种新的基于开关和地窖的混合迭代注水功率分配算法。在典型电力线通信环境下的仿真结果表明,穷举搜索算法和功率比较算法的性能一样,但穷举搜索算法的仿真时间长且变化大。