基于MIMO模式选择的IEEE802.11n节能算法

多入多出(multiple input multiple output,MIMO)是IEEE 802.11n的重要特征,其利用空分复用技术提升系统吞吐量,但同时也带来了新的问题,即MIMO技术的使用会大幅增加通信终端的能耗。IEEE 802.11n标准中增加了空分复用节能机制,但该机制只针对接收端的节能,对于发送端没做任何规定。针对这一问题,该文研究了IEEE 802.11n发送端的能耗问题,提出了一种基于MIMO模式选择的发送端节能算法。该算法以单位比特能耗为优化目标,根据聚合帧大小和已有速率自适应模块的统计信息预测每个MIMO模式的单位比特能耗,据此为每一个待发送的聚合帧动态地选择能效最优的MIMO模式,进而达到优化发送端能耗的效果。基于真实实验数据的数值分析结果表明:该算法能够很好地优化发送能耗,同时降低对系统吞吐量的影响。     

LTE-Advanced MIMO低SNR下调制技术性能研究

采用多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）技术来提高无线信道的传输增益,从而提高调制系统中的信噪比、降低调制系统的比特误码率;仿真量化分析了在LTE-Advanced MIMO不同无线场景中,调制系统中信噪比与MIMO技术的天线数,以及调制系统中信噪比与MIMO技术天线的发射功率之间的关系。仿真结果表明,MIMO技术能提高低功率无线场景中调制系统中的信噪比,进而提高调制系统的可靠性。     

ZFDPC编码自组织传感器网络信道容量的研究

自组织的随机模式广播式多输入多输出(MIMO)系统信道容量的估计是基于系统接收端传感器天线数量是确定的,而发送端传感器天线数量是随机的.为了精确估算此系统的信道容量,把ZFDPC(ZEROFORCEDIRTYPAPERCODE)算法和贝叶斯(Bayes)方法结合起来,对发送端和固定端天线数量固定的MIMO系统的信道容量进行修正.仿真试验表明:这样的算法对于随机广播式MIMO系统信道容量的估算是合理的.     

基于部分信道状态信息的多模式天线选择算法

分析了基于部分信道状态信息的天线选择的必要性,并对相关信道情况下角度扩散、信噪比和发送端天线配置方式对信道容量的影响进行了研究.提出根据信道状态动态确定发送天线子阵中的天线数目,从而确定反馈信息的数量.然后利用反馈向量在发送天线端进行波束形成,使得具有较高信道增益的子信道被选择用来进行数据传输.仿真结果表明,采用天线选择后系统可以根据信道状态确定参与传输的发送天线的数目,减小了系统配置的复杂度,降低了成本,并且在信道存在严重相关的场合下算法仍适用.     

发送天线选择对MIMO系统性能的影响

提出一种在接收端结合最大比合并的发送天线选择新算法。该算法中，发送端从N个可用天线中选择信道增益最佳的L个天线，而接收端不进行天线选择并进行最大比合并。并对该算法在准静态瑞利衰落信道的成对差错性能进行了深入地分析。理论分析和仿真试验证明了尽管发送端天线选择对MIMO系统的分级阶数会造成一定程度的损伤，但同不进行天线选择(L；M)相比，应用该算法仍能获得较大的分级增益，明显提高了相同频谱效率和相同分集阶数条件下空时码的性能。     

发送天线选择对MIMO系统性能的影响

提出一种在接收端结合最大比合并的发送天线选择新算法。该算法中,发送端从N个可用天线中 选择信道增益最佳的L个天线,而接收端不进行天线选择并进行最大比合并。并对该算法在准静态瑞利衰 落信道的成对差错性能进行了深入地分析。理论分析和仿真试验证明了尽管发送端天线选择对MIMO系 统的分级阶数会造成一定程度的损伤,但同不进行天线选择（L;M）相比,应用该算法仍能获得较大的分 级增益,明显提高了相同频谱效率和相同分集阶数条件下空时码的性能。     

基于STBC-OFDM的非协作虚拟MIMO传输策略

针对多用户配对虚拟MIMO(multiple input multiple output)安全性差、对信道估计器依赖性强的问题,在分析理想MIMO系统和多径SISO(single input single output)系统本质关系的基础上,提出一种基于空时分组编码STBC(space-time block coding)和正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的非协作式虚拟MIMO传输策略.在发送端,为了获得最佳发射分集增益,利用信道循环矩阵奇异值分解(singular value decomposition,SVD)后得到的左酉矩阵进行预编码;在接收端,为了获得平行子信道传输效果,提出一种基于低复杂度线性STBC译码和傅里叶变换预解码的非协作虚拟MIMO接收方案.该虚拟MIMO在收发两端均无需信道瞬时信息,以非协作方式在单天线内模拟多天线收发效果.仿真分析结果表明该虚拟MIMO系统能有效逼近实际理想MIMO的系统容量和误比特率性能,显著降低了虚拟MIMO系统的检测门限.该结果验证了其有效性和优越性.     

实现不等错误保护（UEP）的最小发射功率AM MIMO系统

提出了在MIMO系统中通过自适应调制实现数据不等错误保护传输的算法——最小发射功率自适应调制MIMO算法（MTP AM-MIMO）。在窄带平衰落信道环境下,空间相关MIMO系统中各个子信道的功率增益差异较大,因此不同子信道的传输质量也有较大的差异,可以利用这个特点实现数据的不等错误保护传输。发送端根据反馈的信道状态信息以及输入数据传输质量的要求,按照总发射功率最小的原则将MIMO子信道分为两组,分别传输高质量和低质量的数据,并自适应地调整各个子信道的发射功率和调制阶数,在满足输入数据传输质量和传输速率要求的前提下,使得系统消耗的总功率达到最小。仿真结果表明该算法能够在最小发射功率的约束条件下,有效控制数据传输的误比特率,实现不等错误保护。     

大规模MIMO系统中基于空时相关性的导频减小算法

在大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统信道估计过程中,基站向用户端发送导频信号.由于导频数量与基站发射天线的数量成正比,传统信道估计过程会产生巨大的导频开销,尤其是对于采用频分双工通信方式的(frequency-division duplexing,FDD)大规模MIMO系统.为了解决这一问题,通过利用无线MIMO信道的空间公共稀疏性和时间相关性,提出一种基于压缩感知(compressed sensing,CS)技术的导频开销减小算法,其中,空时相关性用来提高信道估计精度.该算法能够在未知大规模MIMO系统信道稀疏度的情况下,自适应地获取精确的信道状态信息.分析和仿真结果表明提出的算法在减少导频开销方面优于局部公共支撑算法,同时能够维持良好的信道估计性能.     

一种多输入多输出系统下基于最小发射功率的自适应算法

针对多输入多输出(MIMO)系统提出了一种新的自适应调制算法.传统的自适应调制方法以容量最大化为目标,在发射功率一定的条件下,为空间子信道分配比特和功率.实际的通信系统一般要求传输速率和误码率一定,提出的算法就以最小化发射功率为目标,在发射端自适应根据MIMO系统各个空间子信道的增益来分配传输比特、发射功率,最终获得好的频谱效率,并在满足通信系统要求的前提下,降低发射功率.仿真结果表明,提出的方法可以用低的发射功率达到用户传输速率和误码率要求.     

基于NSFC-OFDM的非协作式虚拟MIMO

针对多用户配对虚拟MIMO(multiple input multiple output)安全性差,对信道估计器依赖性强的问题,提出一种基于非相干空频码(non-coherent space frequency code,NSFC)和正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的非协作式虚拟MIMO.在分析NSFC成对错误概率的基础上,给出能满足全分集阶数和最大编码增益的编码准则.为了获得平行子信道传输效果,利用信道循环矩阵奇异值分解(singular value decomposition,SVD)后得到的酉矩阵分别进行预编码和预解码.基于最优NSFC和OFDM预编解码,提出一种新颖的虚拟MIMO策略.该虚拟MIMO在收发两端均无需信道瞬时信息,以非协作方式在单天线内模拟多天线收发效果.理论和仿真分析结果表明,虚拟MIMO系统能有效逼近实际理想MIMO的系统容量和误比特率性能,显著降低了虚拟MIMO系统的检测门限.     

一种应用小数编码GA算法的MIMO天线选择方法

针对多输入多输出（MIMO）技术传统遗传算法（GA）的天线选择在进行遗传运算操作时,会遇到二进制染色体编码与选择天线数不匹配的问题,提出了一种用小数编码的GA遗传算法用于MIMO天线选择,所提方法可以有效解决传统GA在遗传操作上的问题,并具有较低的复杂度。     

多用户大规模 MIMO 系统中能效的研究

针对多用户下行大规模多输入多输出（multiple input multiple output ,MIMO）无线通信系统,提出一种基于能效的联合优化方案。该方案在采用同时考虑发射功耗和电路功耗的功耗模型以及迫零（zero forcing ,ZF）预编码的情况下,推导出天线数、天线子集以及发射功率与系统能效之间的关系式,从而建立联合优化天线数,天线子集和发射功率的能效优化模型,并提出一种新的迭代搜索算法来求解此模型。该迭代算法首先对天线数进行遍历,当天线数确定后,采用基于信道矩阵范数的天线选择算法进行天线子集的选取,随后利用凸优化理论来调整发射功率,不仅提高了系统能效而且降低了算法复杂度。仿真结果表明,与使用全部天线和只考虑天线数的方案相比,所提联合优化方案的能效有明显的提高。     

WCDMA上行链路空时接收机的研究

提出了宽带码分多址（WCDMA）系统基站中采用含天线阵斩空时接收机结构，该接收机采用基于最大比合并的“天线阵波束形成－Rake接收”级联方式，对该接机机在多径衰落信道下的性能进行了研究，基于WCDMA上行链路模型，分析了干扰加噪声的统计特性，导出了误比特率表达式，并在不同角度扩展情况下进行了讨论，数值模拟结果显示采用天线阵可改善系统性能，即系统容量与天线数成正比，而增加角度扩展和阵元间距获得的空间分集增益能提高额外的性能改善。     

基于信道状态信息反馈的特征波束形成算法

在多输入多输出通信系统中,为了有效地降低系统的误符号率,提出了一种特征波束形成算法。在假设接收端能准确地完成信道估计,并能及时将信道的互相关矩阵反馈到发射端的基础上,研究了接收和发射均采用多天线的特征波束形成算法,对其性能进行了详细的分析和推导,并在此基础上研究了波束形成与空时块码的结合以提高系统的频谱利用率。计算机仿真结果表明,在接收端采用多根天线相对于单根天线能明显降低系统的误符号率。特征波束形成算法通过同时提供波束形成增益和分集增益位置,有效地提高了系统性能。     

基于张量分解的大规模多输入多输出天线预编码

提出基于张量分解的大规模多输入多输出(MIMO)天线预编码方案,利用张量分解对高维天线发送数据的降维,保持数据的低秩多维结构特征,获得更加有效的数据表示;同时,通过联合天线和用户信号的空域和时域的相关性,实现发射分集,克服大规模MIMO信道衰落和降低发射误码.通过仿真结果表明该方案适用于大规模MIMO系统.在相同条件下,与传统方案相比,误比特率更低.     

基于V-BLAST的多载波直接序列扩频CDMA系统上行链路性能分析

提出了一种应用多输入多输出（MIMO）的垂直分层空时（V-BLAST）检测算法的多载波直接序列扩频CDMA（MC-DS-CDMA）的系统结构,对系统上行链路的误码率性能进行了理论分析,推导出了接收天线数大于发射天线数条件下系统误码率的理论表达式,并通过计算机仿真进行了验证,数值结果表明,收发天线数对系统性能具有较大的影响,相对于传统MC-DS-CDMA系统,减少发射天线数或增加接收天线数均可使基于V—BLAST算法的MC-DS-CDMA系统的性能和容量有不同程度的改善．     

一种MIMO复合信道容量研究

为了解决信道利用率的问题,结合MIMO信道相关模型、路径损耗、阴影衰落以及Rayleigh衰落,提出了 一种复合信道模型。通过对信道容量的仿真分析表明,天线空间相关性对信道容量的影响会随天线数量的增加而 增大,同时路径损耗与阴影衰落会极大削弱分集增益,导致在发送距离较远时MIMO系统失效。通过容量分析, 证明该模型能在实际系统设计中,为天线阵列与传输距离的选取提供数据依据。