基于信道相关统计及有限反馈的多基站协作波束成型

为减少多基站协作波束成形系统中基站间的信息交换量和用户信道信息反馈量,提出一种基站联合利用有限反馈信道参数和信道空间相关矩阵估计信道矢量函数的方法;基于所估计的信道矢量函数,提出一种多基站协作扩展迫零波束成形算法。相比已有的多基站协作波束成形方案,所提算法能在反馈/回程开销和系统性能之间取得更合理的折中,计算仿真验证了所提算法的有效性。     

多小区系统中基于信漏噪比最大化的分布式协作预编码

为了能够减少多小区基站协作时的回传开销和预编码复杂度,研究了基于信漏噪比(SLNR)最大化准则的协作多小区传输分布式预编码算法。多个小区协作传输数据,仅仅需要局部的信道状态信息和用户的数据信息,减少了无线回传开销,得到基站协作带来的性能提高。仿真表明,与协作多小区传输的迫零(ZF)算法和协作单小区传输的SLNR算法相比,协作多小区传输SLNR预编码在开销和性能之间取得了良好的折衷。     

基于博弈论的LTE基站自优化节能方法研究和试验

利用LTE网络的多点协作传输（Co MP）技术,提出了一种基于博弈论的基站自优化节能方法,应用该方法可在基站的控制单元增加1个节能模块,此模块可以通过X2接口交互小区簇内各小区信道信息,使得各小区同频子载波上的发射功率相互博弈,以减少干扰最终达到动态平衡,提高网络容量。通过实验室仿真测试表明,该技术能够在保证网络吞吐量的同时降低系统的能耗,为运营商构建绿色节能的LTE网络提供了参考。     

一种适用于协作多点联合传输的自适应PMI反馈方法

作为下一代无线通信系统的关键技术,协作多点传输能够有效降低相邻小区之间的干扰,提高小区边缘用户的频谱效率。在频分双工系统中,其性能依赖于各基站获取的基于有线反馈的信道状态信息的准确性。然而,所有协作基站都获得相同精确程度的信道状态信息会导致用户终端的反馈开销随着协作基站数线性增长。本文关注于如何在性能增益和反馈开销之间取得折中,提出一种适用于协作多点联合传输的自适应预编码矩阵索引反馈方法。用户终端根据不同协作基站下行链路的信道质量指示的相对大小,自适应的用不同的比特数表示不同强度链路的预编码矩阵索引,即用较多比特数表示具有较高信道质量指示的预编码矩阵索引,反之亦然。仿真结果表明,与传统反馈方案相比,该方法在几乎不牺牲频谱效率的前提下,大幅降低了反馈开销。      

多基站协作系统中有限反馈策略及其码本设计

该文针对基于中央控制单元和大容量光纤骨干网连接而成的多基站集中调度协作系统所引起的高系统复杂度和高实现成本等问题,分析了一种可由现存蜂窝无线系统平滑过渡的多基站分布式协作MIMO系统结构及其信号传输特性。在此基础上,给出了该系统结构中基于信道量化码字索引信息的低速率有限反馈策略,讨论了对应的码本设计与构造准则,并提出了一种基于弦距离矢量量化准则的量化码本空间构造与实现算法。通过性能分析表明,该有限反馈策略获得的系统性能可明显优于模拟的导频重传方法,同时也好于基于欧几里德距离量化准则构造的码本空间性能。     

莱斯信道下分布式大规模MIMO系统基站选择算法的研究

该文考虑一种分布式大规模MIMO系统,假设基站端与用户之间的信道为莱斯信道,研究了该系统中基站选择的算法。首先给出了系统采用匹配滤波和迫零预编码时,用户下行可达速率的闭式表达式,并分析了系统的功率效率性能。然后基于此闭式表达式,以最大化系统的频谱效率为目标,提出了基于增量选择和基于用户优先级的基站选择算法。这两种算法只需要系统获取基站端与用户之间的信道统计特征信息,从而有效降低了系统开销。仿真结果表明,所提出的两种基站选择算法性能仍能逼近最优算法。特别地,当采用匹配滤波预编码且基站端天线数趋于无穷时,基于用户优先级的基站选择算法优于基于增量选择的算法。     

多基站分布式协作中有效反馈机制与误差分析

在分析一种多基站分布式协作下行传输系统结构及其信号传输特性基础上,研究了多基站分布式下行协作中利用信道时间相关性的低速率有效反馈机制,并给出了基于量化码本空间码字索引重排获得一新码本的构造与实现算法.此外,还讨论了反馈误差对系统性能的影响.通过性能分析可知,相对于多基站集中调度协作系统而言,基于有效反馈机制的多基站分布式协作模式所引起的系统性能损失在低误比特率时并不明显,且可通过适当的码本优化设计以及反馈误差保护措施进一步减小反馈误差对系统性能的影响.     

一种基于协作网络编码DF与AF的机会协作方案

在协作网络编码的解码转发方案的基础上,提出了基于协作网络编码DF与AF的机会协作通信方案,在这个方案中,用户根据与协作伙伴间的瞬时信道状态信息,决定如何处理接收到的协作伙伴的信息.若信道状态信息满足用户能够正确解码的要求,则采用协作网络编码DF方案,对接收到的信息与本地信息进行叠加发送给基站,否则采用AF方案,对接收到的信息进行放大,转发给基站.并研究得到了该方案的中断概率,通过仿真论证得到,该方案能够有效的降低系统的中断概率.     

基于有限信道信息的波束成形系统设计

针对多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)通信系统,提出了基于有限信道信息(CSI)的波束成形算法。通过Nutaq基站验证平台,实现了基于MIMO-OFDM系统的信道反馈和波束成形,并对算法进行了验证。验证结果表明,该算法不仅能降低反馈数据量要求,还能有效提高系统的通信性能。     

协作空分复用CSM系统中的信道估计算法研究

文章就当前MIMO应用过程中终端多天线受限制问题,阐述了单天线终端协作与基站组成虚拟MIMO多天线阵列——基于OFDMA的CSM协作空分复用系统结构。同时,提出对OFDMA系统中时频二维的资源进行分“块”独立进行信道估计,简化了OFDMA系统信道估计模型的复杂度。然后从应用的角度对比分析了基于OFDMA的CSM系统的信道估计算法LS和MMSE两种算法性能与优缺点。通过在PB3信道模型中仿真,得出适用于慢变信道的平滑滤波后的LS信道估计算法。     

MIMO中继系统中基于失真信道的联合收发机设计

在MIMO中继系统中,基于完全信道状态信息的基站、中继节点和终端联合收发机设计方案能够改善系统的误比特率性能,在放大转发(AF)中继的基础上提出了一种基于不完全信道状态信息的联合收发机设计方案.新方案在基站和中继节点的功率都受限条件下,将信道估计误差建模为高斯随机变量,以最小均方误差(MMSE)为准则,采用迭代算法,得到了基站预编码矩阵、中继转发矩阵和终端解码矩阵.该方案与不考虑信道估计误差的方案相比,能够有效地改善系统的均方误差和误比特率性能.     

无线多址接入网络编码中继的信道分配算法

无线多址接入中继网络中,用户可选择是否接入中继,同时中继也可选择所服务的用户。在中继处应用网络编码技术可使单个中继同时服务于2个用户共享同一时频资源进行无干扰信息传输。基站采用联合检测方法恢复原始信息,从而得到传输速率的提升。针对多用户多中继场景,为了进一步提升系统的吞吐量,需要为用户选择合适的中继协助其传输,考虑到多址网络编码中继的中继选择问题是一个复杂的优化问题,为了降低其求解复杂度,分别采用基于贪婪准则和考虑用户公平性的信道分配算法进行求解。仿真结果表明,所提信道分配算法相比于随机信道分配可获得较大的性能增益,并且基于贪婪准则的算法性能优于考虑用户公平性的算法。     

网络MIMO中的基站联合传输技术

协作多点（CoMP）是未来无线通信中的关键技术之一。多个小区基站通过对信道状态信息（CSI）和用户数据信息的不同程度共享,实现多基站协作传输,将传统意义上的干扰转化为对用户有用的信号,从而提高频谱效率,极大改善小区边缘用户的性能。块对角（BD）算法通过在干扰信道的零空间上设计合适的预编码向量,完全抵消干扰。本文将BD算法用于多小区联合传输,从空间维的角度剖析了其干扰抵消和宏分集增益的工作原理,并将其与迫零（ZF）算法,最小均方误差（MMSE）算法,时分多址（TDMA）以及单用户特征值波束成形算法比较,分析了各种算法的优劣。同时将协作BD算法与非协作BD算法比较。仿真结果表明BD算法优于上述预编码算法,协作传输优于非协作传输。
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基于泊松点过程分布的多蜂窝协作系统中干扰对齐技术研究

在多蜂窝MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)协作通信系统中,该文研究了基站站点服从泊松点过程(PPP)分布时,协作基站(BSs)和用户对采用干扰对齐技术的中断概率和网络吞吐量性能,推导了完全信道状态信息(CSI)和部分CSI两种情况下的上述性能的解析表达式,并分析了系统性能与协作参数的单调关系。仿真分析发现:在完全CSI情况下,网络吞吐量随着基站密度、协作基站数、天线数的增加而增加;在部分CSI情况下,由于综合考虑了信道训练和有限反馈带来的资源开销以及量化CSI引入的信道失真,存在一个使网络吞吐量最大的最优协作基站数,当天线数较少或用户移动速度较小时,应有较多的基站参与协作,当天线数较多或用户移动速度较大时,应适当减少协作基站数。     

利用有向图实现多用户下行多天线系统的用户选择

在多用户下行多天线系统中,基站可利用信道状态信息将独立的数据流同时发送到多个用户以得到更高的信道容量.由于在实际系统中基站很难实时得到各用户的完全信道状态信息,可以基于有限的信道反馈量进行用户选择来提高系统的和速率.提出了一种部分信道状态信息下利用有向图实现多用户下行多天线系统用户选择的算法.该算法将用户选择的问题变成了在有向图中寻找闭合环的问题,可以大幅度降低用户选择的复杂度;克服了常规的随机波束成形算法只有在用户数非常多的时候才能有效工作的弱点,在用户数少或中等的时候能得到比其更好的性能.因此该算法更适合在实际系统中应用.     

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。      

HetNet中基于上行CoMP的动态多小区接入算法

提出了HetNet中基于上行CoMP的动态多小区接入算法(UCDS),动态选择协作基站,利用CoMP机制,改善小区边缘用户的上行传输性能。进一步地,提出了基于二次判决的协作小区选择算法(DJCS),以减少参与协作的基站数,降低协作复杂度并节省基站端资源。仿真结果表明,UCDS算法能显著提高边缘用户的平均吞吐率和传输能效,而DJCS算法在保证用户性能的情况下,降低了基站端的能耗。     

CoMP上行链路基于属性的自适应分组算法

针对传统协作多点传输技术(Co MP)系统的上行链路用户配对算法在实际系统中存在系统整体效率不高的问题,提出了一种基于用户属性的自适应分组算法。该算法以可量化的用户属性为参数,通过最小最大原则确定分组数量,利用k-means方法进行用户聚类,实现了对小区中用户的按属性自适应分组,增加了同时传输的用户数量,将基站侧多天线的数量优势转化为上行传输性能,提高了系统上行和容量。仿真结果表明,所提算法能够有效提高系统的上行和容量,且在低信噪比(SNR)条件下仍可以获得预期的性能提升。     

多小区块对角化的MMSE矢量扰动预编码

针对多小区基站协作的多输入多输出(MIMO)系统中,小区之间和用户之间的干扰对系统造成的性能降低的问题,提出了基于块对角化的最小均方误差(MMSE)矢量扰动预编码方案,实现多小区系统的性能改善。首先使用块对角化方法消除多小区间干扰;在预编码设计环节上,通过MMSE准则设计预编码矩阵,从而抑制病态信道对系统性能的影响;最后使用格基规约方法求解发射端矢量扰动信号。仿真表明,提出的算法提高了多小区矢量预编码的误码率性能,使其优于已有的块对角化及矢量扰动预编码等算法的误码率。     

瑞利衰落信道下MPSK信号调制方式识别

调制识别是非协作通信系统接收机设计中的重要研究课题。在实际环境中,噪声和信道衰落是影响信号调制方式识别的重要因素。针对瑞利衰落信道上MPSK较难识别的情况,提了基于似然比的识别算法,并根据最大似然准则对瑞利信道的参数进行了估计完成对2种调制信号的识别。仿真结果表明:在存在高斯白噪声的瑞利衰落信道的环境下,以BPSK和QPSK为例,正确识别率达到90%。