基于干扰消除的异构蜂窝网络中断分析

在异构网络中,小小区可以为宏基站用户提供接入服务,并能够根据自身条件调节传输参数。该文研究在宏基站端干扰消除技术,来消除宏基站到小小区用户的干扰。该文分析了采用此种方案后异构网络下行链路的整体性能,推导了宏基站和小小区用户接收端信噪比的概率密度函数和分布函数。在此基础上,得到了系统整体中断概率的闭合表达式。理论推导和仿真结果表明,干扰消除方案能够有效提升异构蜂窝网络的整体性能。     

基于成对用户大规模MIMO两跳中继系统的最优能效设计

该文针对成对用户大规模MIMO中继系统,研究了最优能效准则下的系统参数设计。在中继采用最大比合并/最大比发射(MRC/MRT)预编码方案下,借助于大数定律,推导出能效函数关于用户发射功率、中继发射功率和中继天线数的解析表达式。根据能效函数性质,分别证明了全局最优发射向量和最优天线数的存在性和唯一性。为了求解最优发射功率,利用分数规划,将原优化问题转换为等价的减法形式,进而提出一种新的低复杂度迭代优化算法,并求得最优发射功率的闭合解。对于最优天线数,则利用Lambert W函数,得到了能效最大时的最优天线数闭合解。通过数值仿真,验证了所提功率优化算法以极少迭代次数取得了接近最优算法的性能,并验证了所给出的最优天线数闭合解的精确性。     

基于能效优化的大规模MIMO FDD下行系统导频和功率资源分配算法

该文针对大规模MIMO FDD下行系统,联合考虑信道估计与数据传输两个阶段的资源分配问题,提出一种能效资源分配算法。该方法以最大化能效为目标,以导频时长、导频功率和数据功率为参量,在指定发射功率和频谱效率约束的条件下建立优化模型。由于目标函数无精确解析形式,借助确定性等价原理对其近似并求得闭合表达式。进而,利用分数规划将原分式形式目标函数等价转换为减式形式,再利用目标函数的下界将非凸优化问题逐步释放为相对容易求解的等效问题,最终获得一种3层迭代能效资源优化算法。仿真结果验证了所提算法的有效性,且具有较快的收敛速度。     

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。     

用于MIMO单载波频域均衡的块BLAST算法

单载波频域均衡(SC-FDE)是多输入多输出(MIMO)无线通信中克服多径衰落的一种重要技术。本文基于V-BLAST信号检测的原理,对MIMO-SC-FDE系统提出了以块为单位进行分层检测的块BLAST算法。在该算法中,系统按一定的准则确定对各路发送信号进行频域均衡和检测的顺序,较先检测出的信号被变换到频域作为干扰从接收信号中去除,使得对以后各路信号进行频域均衡和检测的信干噪比得以提高,从而大大改善了MIMO-SC-FDE系统的误码性能。仿真实验结果显示,块BLAST算法取得了大大优越于MIMO-SC-FDE常规检测算法的误码性能。     

新一代高速无线局域网中用户调度及波束成形算法

针对新一代高速无线局域网IEEE 802.11ac协议的多用户多输入多输出正交频分复用(MU-MIMO OFDM)技术,本文主要研究了该高速无线局域网协议反馈机制下的用户调度及波束成形算法。首先描述了新一代高速无线局域网协议的反馈机制,并给出了基于部分信道状态信息的预编码方法。然后利用新一代高速无线局域网的频率选择性信道环境和用户独占所有带宽的特性,提出了一种综合考虑整个带宽信道状况的基于有限反馈的半正交化用户调度算法。为了降低所提算法的计算复杂度,进而提出了一种基于最大特征值的用户调度算法。分析结果表明所提算法可有效实现多载波情况下的用户调度。数值仿真表明,所提算法相比随机调度算法有一定性能增益。      

面向5 G无线通信系统的关键技术综述

对未来无线通信系统的几种潜在的关键通信技术,如异构网络、大规模多输入多输出(MIMO)通信、绿色通信和毫米波通信,给出了较详尽的论述与讨论。首先简要介绍了未来无线通信网络结构的异构化变化所引起的复杂干扰信号的出现及能源消耗增加问题。介绍了大规模MIMO通信技术的优点,大规模MIMO通信的研究现状与研究难点。详尽叙述了分别以频谱效率、能源效率和资源效率最大化为目标的绿色无线通信传输优化问题的解决方案。最后,给出了进一步解决频谱稀缺问题的毫米波无线通信系统的混合波束成形的方案。     

TDD-MIMO下行链路预编码

针对TDD系统中移动端采用单天线发射,提出2种有效利用精确部分信道信息与统计信息的预编码方法.在无反馈信息的情况下,最大限度地利用精确的信道信息,同时在统计意义上保证其他数据流的速率;在有限反馈情况下,首先利用约束最大似然估计对移动端第2根天线对应信道矢量的方向进行估计,然后利用估计出的信道作SVD分解以确定发射预编码矩阵.仿真验证了所提方法的有效性.     

单载波大规模MIMO频域预均衡与波束成型的联合设计

本文考虑了单载波频域预处理技术作为多用户大规模MIMO下行链路通信的传输方案。首先,根据系统模型推导出宽带多用户大规模MIMO下行链路预编码的形式,其中包括匹配滤波(MF)和迫零(ZF)预编码方案。随后,通过理论推导和仿真验证得到两种预编码方案下OFDM与SC-FDP的用户和速率表达式,结果显示SC-FDP在大规模MIMO场景下拥有与OFDM相似的用户和速率。然后,通过仿真实验对比OFDM与SC-FDP的峰均比(PAPR),结果表明在用户数目较少的情况下,SC-FDP相对于OFDM具有更小的PAPR,随着用户数增加,两者之间差异逐渐减小。最后,对多用户MIMO下行链路中OFDM与SC-FDP的运算复杂度进行比较,二者系统复杂度相当,而SC-FDP主要运算任务在基站端完成。基于以上比较分析,SC-FDP在宽带多用户大规模MIMO下行链路中是一种很有潜力的传输方案。