基于OFDM的MIMO系统的空间复用增益和分集增益研究

MIMO—OFDM系统利用了时间、频率和空间三种分集技术,使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加,同时可以获得高传输速率．研究使宽带MIMO—OFDM系统获得全分集和最大空间复用增益的各种技术,并通过模拟实验证明空间复用技术结合信道编码和空时编码可以得到高分集增益和空间复用增益．     

瑞利相关衰落下MIMO系统的差错率分析

采用空时分组码 ( STBC)的 MIMO系统 ,可有效地对抗无线信道的衰落并获得分集增益和复用增益。推导了空间相关瑞利衰落环境下该系统的误符号率 SEP的闭式结果 ,该结果表明系统的性能主要由MIMO信道协方差矩阵的特征值及其重数决定。对于 2副发送天线 2副接收天线的情况 ,作了计算机仿真 ,仿真结果证明了理论分析的准确性     

具有等增益子信道的MIMO多用户分集系统性能分析

针对收发两端已知信道状态信息的多用户多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统,研究基于几何均值分解(GMD)的MIMO多用户分集性能.该算法将基站和用户之间的MIMO信道分解为等增益的并行子信道,其自适应编码调制的复杂度低.借助Wishart随机矩阵理论导出多用户平均容量表达式,所得的表达式简洁、易于计算.研究表明,当参与调度的用户数足够多时,系统随着天线数的增加而获得的容量增益随用户数的增长而趋于饱和.     

可见光MIMO通信中金字塔型接收机角度分集优化

为增强室内可见光多输入多输出(MIMO)通信系统的空间复用增益并降低信道相关性,提出一种优化的金字塔型角度分集接收模型.首先采用光线追踪分析方法建立室内系统模型及码间干扰模型,分析了MIMO系统接收平面码间干扰(ISI)以及光功率分布.在此基础上,对接收机分集维度、旋转角、倾斜角以及发光二极管(LED)和光电检测器(PD)的空间布局等参数通过控制变量法进行了优化.数值仿真结果表明,最佳的分集维度是4×4结构;同时,对于传输速率为100 Mbps的4×4 MIMO系统而言,当水平旋转角为45°,倾斜角为50°和LED间距为1.7 m时,系统可获得最大信道容量.通过对分集参数的优化,可有效增强信道分集增益,减少码间干扰,提升接收系统整体性能.     

瑞利相关衰落下MIM0系统的差错率分析

采用空时分组码(STBC)的MIMO系统，可有效地对抗无线信道的衰落并获得分集增益和复用增益。推平了空间相关瑞利衰落环境下该系统的误符号率SEP的闻式结果，该结果表明系统的性能主要由MIMO信道协方差矩阵的特征值及其重数决定。对于2副发送天线2副接收天线的情况，作了计算机份真，份真结果证明了理论分析的准确性。     

平坦瑞利衰落信道下MIMO系统性能

分析了瑞利衰落对普通无线系统的影响,在此基础上重点从空间复用提高容量和空间分集对抗衰落两方面研究了瑞利衰落信道下MIMO系统的性能。分析和仿真结果表明,采用V-BLAST算法实现空间复用增益时,随着收发天线数目的增加,复用系统的符号错误概率增加;不同的分集结合方式对分集系统性能的影响不一样,随着天线数目的增加,分集系统的符号错误概率都递减。     

瑞利相关衰落下MIMO系统的差错率分析

采用空时分组码(STBC)的MIMO系统，可有效地对抗无线信道的衰落并获得分集增益和复用增 益。推导了空间相关瑞利衰落环境下该系统的误符号率SEP的闭式结果,该结果表明系统的性能主要由 MIMO信道协方差矩阵的特征值及其重数决定。对于2副发送天线2副接收天线的情况，作了计算机仿真， 仿真结果证明了理论分析的准确性。     

LTE-Advanced系统中的MIMO技术性能评估

为了对先进的长期演进技术(long term evolution-advanced,LTE-Advanced)系统中的多输入多输出(multiple input and multiple output,MIMO)技术的性能进行评估,简单回顾了LTE-Advanced系统中的2种MIMO技术,即空间复用和空间分集,并介绍了一种适合LTE-Advanced系统评估的信道模型--IMT-Advanced(international mobile telecommunications-advanced)信道模型.基于该信道模型,通过系统仿真对以上2种关键MIMO技术进行了性能评估.仿真结果表明,不同的MIMO技术、调制方式、码本、复用率及接收方案都对性能有极大的影响.     

空分和频分混合接入方式下的无线资源调度算法

为进一步引入分集增益以提高无线资源频谱利用率,针对多用户多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统下行传输,提出联合OFDM和多用户空间复用MIMO混合接入方式下的用户调度和功率分配算法。采用这种混合接入方式不仅能够通过频率信道和空间信道的调度产生多用户分集增益,也能有效避免空分复用(SDMA)中频率复用产生的共信道干扰问题。在资源分配上,基于广义处理机共享(GPS)优化模型提出基于信道状态的并行加权公平队列(Cap-WFQ)调度和功率分配算法,算法在保证多媒体用户的最小数据率要求的同时优化系统吞吐量。     

空分和频分混合接入方式下的无线资源调度算法

为进一步引入分集增益以提高无线资源频谱利用率,针对多用户多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统下行传输,提出联合OFDM和多用户空间复用MIMO混合接入方式下的用户调度和功率分配算法。采用这种混合接入方式不仅能够通过频率信道和空间信道的调度产生多用户分集增益,而且能有效避免空分复用(SDMA)中频率复用产生的共信道干扰问题。在资源分配上,基于广义处理机共享(GPS)优化模型提出基于信道状态的并行加权公平队列(Cap-WFQ)调度和功率分配算法,算法在保证多媒体用户的最小数据率要求的同时优化系统的吞吐量。     

MIMO系统次优接收机下分集与复用的优化

分集与复用是两种较为成熟的MIMO发送方案,基于OSTBC与OSIC接收机下的VBLAST系统的误码率估计,提出了一种时变信道下的MIMO系统分集与复用的优化系统.仿真结果表明其性能要优于已有的基于Demmel条件数判决的优化方法.     

Performance of Adaptive Subchannel Assignment-Based MIMO/OFDM Systems over Multipath Fading Channels

Introduction Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is widely regarded as an effective modulation tech- nique for mitigating the effects of inter symbol inter- ference (ISI) in a frequency selective fading channeland for providing reliable high…     

下一代移动通信系统中的MIMO开环和闭环发射技术

介绍在下一代移动通信系统中广泛采用的MIMO系统中的开闭和闭环发射技术,对于开环发射分集、开环空间复用、闭环发射分集、闭环空间复用等不同发射方案进行了详细描述;介绍了包括空时分组编码、预编码技术、波束成形技术等相关技术;并通过仿真结果以及分析比较表明需要根据不同传输条件要求合理选择开闭环发射方案。     

能耗感知的MIMO天线配置模式选择算法

多入多出MIMO (multiple input multiple output)利用多天线技术可以在同一信道内并发传输多路数据,实现空间复用增益和空间分集增益,从而提升系统吞吐量、传输范围和可靠性,但MIMO所采用的多天线技术会大幅增加通信终端的能耗成本。能耗是智能终端的关键性能指标,也是制约MIMO技术能否在智能终端上推广使用的重要因素。针对这一问题,研究了IEEE 802.11n 的MIMO发送端能耗问题,提出了一种能耗感知的MIMO天线配置模式选择算法。该算法以单位比特能耗为优化目标,根据缓冲区待发送数据帧的数量,动态调整MIMO天线配置模式。缓冲区待发送数据帧的数量超过上限阈值时,发送端调整天线配置模式,并根据待发送帧大小和历史统计信息预测和激活能耗最优的天线数量;低于下限阈值时,发送端关闭多天线,采用单天线进行数据传输。基于真实实验数据的数值分析结果表明,该算法能够充分利用睡眠状态优化MIMO发送能耗,有效提升单位比特能耗。     

一种高速率满分集增益的STBC码

针对准正交空时分组码不能实现满分集增益的缺点,在星座旋转的基础上,将角度反馈引入到准正交编码中.改进后的空时分组码,可以在不降低码率的同时实现全分集,并且提出了一种量化方案,通过对干扰项的实部和虚部信息的简单比较选取来简化设计的复杂度,达到了在发射端仅仅需要少量的角度反馈信息就能有效对抗噪声干扰的目的.仿真证明这种简单的改进可以使系统的性能得到明显的提高.     

复数对偶格辅助预编码检测算法在多用户MIMO系统中应用

在LTE系统采用MIMO技术,使得系统容量提高,效率变快。为了消除多用户MIMO系统中一个用户来自其他用户之间的干扰,利用一种块对角化(BD)的预处理技术,将多用户信道分解为单用户信道,再结合对偶格基约减的方法代替原始的实数LLL算法来对信道矩阵进行处理。仿真结果表明,改进的算法在复杂度较低的情况下,可以获得更高的性能增益。     

MIMO系统发射端天线选择对性能的影响

基于发射端天线选择对MIMO系统性能的影响进行研究.首先建立信道模型,然后对采用ZF接收机的情况下误码率性能进行分析,并讨论了天线选择标准.仿真结果表明,不进行天线选择,获得误码率为10-2所需要的信噪比至少为22.5 dB;进行天线选择,获得误码率为10-2所需要的信噪比为18 dB,证明天线选择能改善系统性能.     

视距MIMO系统有效中继节点布置策略

视距环境下的MIMO系统无法获得空间自由度增益.为了在视距环境下充分发挥MIMO系统的性能,提出了一种次优的中继节点布置策略,能够在增加少量中继节点后获得较佳的系统性能.在该策略中,根据MIMO系统能提供的最大空间自由度确定中继节点的数量,并且根据收发天线阵列的波束主瓣方向确定各个中继节点的位置.仿真结果表明,在较高信噪比时,系统容量优于加入中继节点前,随着信噪声比增加,优势愈明显.并且中继节点位置出现偏差时,系统性能仅存在很小的波动.     

一种低解码复杂度的全分集全码率空时编码

针对Beyond 3G MIMO系统下行链路中发射天线数大于接收天线数的特点,通过构造码字结构,根据编码增益的表达式,得到具有高编码增益的参数,提出了一种适合于4根发射天线、具有低解码复杂度的全分集全码率空时编码方法.该方法具有编码增益高、误码性能好和解码复杂度低等优点.仿真结果表明,与传统的空时编码方案,如酉空时码、空时分组编码和全分集全码率空时编码方法相比,新编码方法具有很好的误码性能,同时具有很低的解码复杂度.