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。     

差分空时分组码

总结了空时分组码的编译码方法,在此基础上,把差分方案应用到空时分组码上,形成一种崭新的编码技术———差分空时分组码.指出在系统发射端能够得到部分信道信息的情况下,差分空时分组码可以利用波束形成技术来提高系统性能.预见它将在未来无线通信中发挥重要作用.     

频率选择性信道下空时分组码直接盲信号检测算法

针对空时分组码系统中训练序列的引入会降低系统传输效率的问题,提出了一种在频率选择性衰落信道下无需信道估计直接对空时分组码进行盲信号检测的算法.该算法在发射端采用线性预编码并且在接收端采用子空间方法进行解码.和已提出的其他盲信号检测算法不同,它可以在未知信道信息的情况下以满速率发送和接收信号并获得满的分集增益.该算法可以被推广到有任意发射天线数的空时编码结构.Monte Carlo仿真实验表明,该算法和使用准确信道信息的解码算法性能相近.     

MIMO-OFDM系统中自适应比特和功率分配

高速多媒体业务的发展要求无线通信能够提供更高的数据速率和服务质量.为了提高系统容量和性能,MIMO技术、OFDM技术以及自适应传输技术得到了广泛的研究.在完全已知信道状态信息假设前提下,提出了一种针对单用户MIMO-OFDM系统的自适应传输方案.该方案基于子载波上预编码优化设计,在多入多出信道的特征子信道中进行功率注水和动态比特分配,能在满足平均功率约束和给定误比特率条件下最大化系统传输速率.仿真结果表明,所提算法与贪婪算法相比,具有较快的收敛速度,同时其性能在不同的误比特率要求和时延扩展条件下, 都优于传统的波束成形和正交空时编码方案.     

基于发射天线优化的MIMO空时分组码算法研究

空时分组码(STBC)近来已被人们应用在多径衰落环境中以提高系统性能,并且已经运用在第三代合作伙伴计划(3GPP)标准中。STBC不需要发射端具有信道信息(CSI)即可以实现发射分集,然而在有信道反馈的STBC系统中,发射端利用CSI是否能进一步提高系统性能。经过分析和仿真表明,发射端利用少量的CSI,在保持总发射功率一定的条件下,采用选择部分发射天线的方案能显著的改善STBC系统的性能。     

基于导频辅助的单载波空时分组编码传输技术

研究了频率选择性衰落信道中采用2个发送天线1个接收天线的单载波Alamouti空时分组编码数据块传输技术．在传输系统发射端利用导频符号辅助的思想设计出伪噪声PN导频序列和信息数据的排布结构;接收端一方面利用导频PN序列循环相关的信道估计算法获得信道冲激响应估值,另一方面采用干扰抵消技术消除导频序列对接收信息数据的影响,之后引入单载波频域均衡技术对接收数据进行处理以克服信道的频率选择性衰落．仿真结果表明,这种基于导频辅助的单载波空时分组编码传输系统相对于单天线传输系统获得了空时结构所带来的全速率下的最大分集增益,具有比Alamouti空时分组编码与OFDM相结合的传输系统更高的数据传输效率和更好的系统性能．     

正交空时分组码在瑞利衰落信道下的性能

基于典型的多输入-多输出无线通信系统下的正交空时分组码信道模型,推导了瑞利衰落信道下正交空时分组码的瞬时接收信噪比和抗噪声性能的一般表达式,并用Simulink仿真工具,对在不同调制方式下几种STBC系统的误码率性能进行了仿真与结果比较分析.仿真结果表明,接收天线数目一定时,正交空时分组码的性能随着发射天线数的增加而得到改善,并且随着发射天线数目的增加,改善的程度越来越小.分析结果还表明了系统带宽利用率和抗噪声性能之间的互补关系.     

多入多出(MIMO)系统中的可变速率多用户分集技术

提出一种在MIMO系统中采用自适应调制实现可变速率多用户分集的方案。这种方案在仅需反馈子信道信噪比的条件下,最大化系统的总比特率。在发射端利用随机波束成形矩阵对发射信号进行波束成形,并根据‘灌水原理’对不同天线的发射信号进行功率分配;接受端对接收信号进行相应的线性处理后,估计出子信道的有效信噪比并将其反馈回发射端。发射端根据反馈的信噪比,采用比例调度算法选出期望用户。最后,在满足一定误码率的条件下,对期望用户的子信道进行自适应调制。仿真结果表明,当小区内的用户数足够多时,所提出的方案获得的系统吞吐量将收敛于在发射端使用特征波束成形矩阵的吞吐量。     

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.     

衰落信道上空移键控系统的性能研究

空移键控是一种新颖的调制方式,它利用了无线信道的差异性进行信息的传输,可以有效消除信道间干扰,在无需收发端同步的情况下同时能够实现较高的传输速率和通信质量。在空移键控系统中结合天线选择技术,通过增加无线信道间的差异性,可以有效地对抗衰落。本文研究独立同分布瑞利衰落信道上,空移键控采用发送端天线分组选择的误码性能,并给出数值计算和仿真结果。数值计算和仿真结果相吻合,结果表明通过天线选择技术,可以改变实际有效信道的统计特性,提高系统传输的可靠性。     

MIMO系统中有限反馈条件下的低功耗波束设计

为减小能量受限的多输入多输出(M IM O)系统的发射功率,该文提出了一种低功耗波束成形算法。该算法用特征矢量作为波束系数,用凸函数优化的方法优化波束之间的功率分配,使得系统在满足一定误符号率(SER)的前提下,发射功率最小。为减少反馈,该算法在发端仅需用有限的信道反馈信息——信道的相关矩阵信息或信道的均值信息,而不需完全的信道信息。结合正交空时码,该算法没有任何速率损失。仿真结果表明,与等功率波束成形算法相比,该算法能够有效地降低功耗。     

OFDM系统中一种自适应比特分配算法

在OFDM系统中应用白适应比特分配能够优化系统的性能。在传输速率固定的前提下,对动态比特和功率分配的优化问题进行分析后．提出了一种新的基于预分配的自适应比特分配算法。该算法由预分配和迭代分配两个过程组成。在预分配过程中．信道状态较好的子载波将被优先考虑,然后通过迭代分配进一步将总发射功率降低。仿真结果表明,该算法是一种最优的比特和功率分配算法。与传统的等比特分配方案相比,该算法能够显著提高系统的性能。     

基于自适应链路技术的快速分集复用折中算法

对多天线系统误码率性能进行了深入分析,针对以往研究多侧重于分别提高系统分集增益或复用增益,未能充分利用多天线系统性能的问题,提出了基于自适应码率、功率分配技术的多天线系统分集复用折中算法,并进一步给出具有较低计算量的快速折中算法.所提算法以系统误码率为准则,根据信道实时状态信息选择多天线系统工作方式,充分利用系统分集复用增益的同时提供了较好的抗扰动性能,具有较低的计算复杂度,适于实际的通信环境.仿真结果表明与传统算法相比,该算法具有较好的性能.     

Novel resource allocation algorithms for multiuser downlink MIMO–OFDMA of FuTURE B3G systems

In this paper, subcarrier and power allocation problems for multiuser downlink MIMO–OFDMA of the FuTURE B3G TDD system are investigated. For the reciprocity of the TDD channel, the channel state information can be employed at the transmitter, thus eigen beamforming can be implemented efficiently. With the goal of minimizing the total transmit power under the condition that the QoS requirement of each user can be guaranteed, a novel dynamic resource allocation scheme is proposed to exploit the multiuser diversity gain. The proposed algorithm involves adaptive subcarrier allocation, adaptive modulation and eigen beamforming and achieves significant improvement in overall system performance. Based on the proposed scheme, a modified bit and power allocation is developed. The modified scheme reduces the computational complexity at little expense of system performance. Numerical simulations show that the proposed algorithm and the modified scheme can decrease the total transmit power effectively.     

可重构智能表面辅助传输的电力通信中继系统性能分析与功率优化分配

利用电力线通信和可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)辅助传输可提升室内电力物联网的边缘覆盖能力,有必要研究信道、RIS部署和功率分配等对系统性能的影响。针对电力线接入和分布式RIS辅助传输的混合通信场景,采用对数正态分布的电力线衰落模型、多个RIS模块独立且不同参数的Nakagami分布无线衰落模型,推导了系统中断概率和误码率等理论性能;考虑信道估计算法精度对系统性能的影响,采用矩生成函数近似等算法建模分析了非理想信道估计条件下的系统中断概率性能;通过序列二次规划法进行系统功率优化分配,获得最佳功率分配值。仿真验证了理论性能的有效性和准确性,对比分析了RIS数量及位置、双媒质信道参数、功率分配因子等影响中继系统性能的规律,为电力线通信和RIS在电力物联网应用提供了理论和技术支持。     

认知无线电系统基于动态功率控制的频谱分配

为研究认知无线电系统中下垫式共享方式下的资源分配问题,提出一种基于动态功率调整的子载波分配算法. 该算法根据授权用户的状态对认知用户在子载波上的功率进行动态调整,当授权用户接入时将认知用户的功率限制在干扰功率限之下,当授权用户离开时将认知用户的功率设置为最大发送功率;根据授权用户和认知用户的业务流分布以及认知用户在不同子载波上的信道增益进行子载波的动态分配. 仿真结果表明,与现有算法相比,基于动态功率调整的资源分配算法能够获得明显的吞吐量性能增益.      

多蜂窝MISO通信系统中干扰消除策略研究

针对部分信道状态信息下的小区间干扰消除问题,通过使用2个独立的随机矢量量化(RVQ)码本分别量化期望信道和干扰信道,首次分析了2个小区MISO有限反馈系统模型下3种波束形成传输策略(特征波束形成、迫零波束形成、最大化信漏噪比)和速率性能,并根据用户在小区中的位置和小区边缘的平均信噪比,研究了基站最优的波束形成传输策略选择.仿真结果表明:当用户噪声受限时,相邻小区基站应选择特征波束形成传输策略;当用户干扰受限时,相邻小区基站应选择最大化信漏噪比传输策略.     

高斯干扰信道中一种公平的资源分配算法

频谱、发射功率是通信工程中基本的资源,对资源进行有效地分配,可以提高系统性能。本文针对单输入单输出干扰信道的功率分配和多输入单输出干扰信道波束成形设计,提出了一种新的随用户最小速率要求改变的公平资源分配方案,给出了一种利用特征参数的迭代搜索算法,数值仿真结果与分析一致。     

自适应发送MIMO-OFDM超宽带系统

基于发送端已知信道状态信息假设,提出了一种多人多出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统优化功率加载方案．给出了MIMO-OFDMUWB系统模型及其相应的空时编码方法,提出基于OFDM子载波分组的功率加载机制及其代价函数．通过引入Karush—Kuhn—Tucker（KKT）伸缩因子及条件的拉格朗日乘子法求得功率加载的优化解,并给出了迭代过程．实验结果表明：其性能和复杂度介于经典满注水机制和分组平均信道信息有限反馈功率加载机制之间．此外,多天线分集增益明显改善了系统性能．