MIMO通信系统中基于星座扩展的脏纸预编码方法

预编码技术是提高多输入多输出(muhiple-input multiple-output,MIMO)无线系统容量的有效措施,提出了一种基于星座扩展的脏纸编码(dirty paper coding,DPC)方法,通过结合网格编码方法中的分集思想,在编码过程中加入星座扩展,利用大星座图冗余编码比特,能够在不消耗额外系统带宽的基础上实现系统容量提升.在发射信号相对应的扩展星座子集中寻找与归一化噪声最接近的星座点,将该星座点与归一化噪声的差值作为编码信号.该方法可以避免THP(Tomlinson-Harashima precoding)在对称取模过程中带来的性能损失,尤其是在低信噪比环境中.通过链路仿真,验证了基于星座扩展的DPC方法具有实现复杂度低、能够和相移键控调制技术相结合、提升系统容量的优点.     

基于遗传算法的三单播网络对齐及优化

针对三单播有向无循环网络,考虑无法得知网络内部拓扑图结构,且内部节点数量无法估量的情况.应用渐近干扰对齐技术研究各用户发送不同数据流m,n,p时的预编码矩阵,联合应用图论中的最短路径遗传算法和网络线性性质,分析其预编码网络对齐(precoding-based network alignment,PBNA)的可行性条件,该条件最终可简化为2个方程,实际检验复杂度较低,且每对单播会话能够达到1/2的自由度.     

协同多点传输中迫零预编码和天线选择技术

MIMO无线传输技术极大地提高了系统的容量，在实际通信系统中，整个网络是一个干扰受限的系统，小区间干扰对MIMO系统传输的影响是显著的，每个相邻小区的基站天线都可以看成一个干扰源．由于基站端数据处理能力的提升和回程容量的增加，多个小区协同多点传输技术引起了人们的广泛关注．目前的大部分工作都是集中于研究系统的容量（吞吐量），而在实际系统中，每个用户的接收等效信噪比（即公平性）对系统的性能如误帧率等有重要的影响．对于每个用户为单天线的情形，研究了总功率受限和每天线功率受限下采用迫零预编码的系统容量和公平性．对两种功率约束条件下的公平性进行了分析，得到了公平性算法的闭式表达式．当每个用户为多天线的情形，为了降低计算的复杂度，引入了信道范数最大的接收天线选择算法，把每个用户为多天线的情形转化成等效的每个用户单天线情形，推导的每用户为单天线的公平性算法仍然适用．仿真结果显示，采用迫零预编码的多小区协作可以使系统性能显著提升．在相同的迫零预编码下，不同的功率分配策略对系统的容量和公平性有显著的影响．和用户为单天线相比，采用天线选择算法可以提升系统的容量和公平性．考虑了用户公平性时的吞吐量和最大系统吞吐量之间的折中关系，并给出了仿真结果．     

干扰泄漏最小的多小区MIMO干扰对齐算法

在3小区多输入多输出(MIMO)干扰对齐通信系统中, 提出一种基于系统总干扰泄漏最小的预编码矩阵组的选择算法.首先求出系统中所有变换矩阵,并基于干扰泄漏最小准则从中寻找出最优的变换矩阵;再依据干扰对齐的最大自由度选出一半的特征向量组成预编码矩阵.仿真结果表明:与现有干扰对齐预编码矩阵的设计方案相比,文中提出的算法在系统和速率性能上有明显的改善,而且该算法在统计信道状态信息下同样具有优势.     

基于正则信道求逆预编码的MIMO功率分配方案研究

提出一种多用户MIMO系统中基于正则信道求逆预编码并具有QoS保障的功率分配方案:结合信道状态信息和用户QoS需求,分析得出约束条件的可行性判断依据;利用连续几何规划算法将非凸优化问题近似为凸优化问题,并辅以内点法求解最优功率分配方案;最终综合得出一套基于滑动窗口机制的功率分配框架。仿真结果表明,与现有算法相比,该方案能在有效保障用户最小速率和时延需求的基础上,显著提高系统可达速率。     

上行多用户MIMO-OFDMA系统调度与预编码设计

提出了一种基于码书的最大化吞吐量预编码与Round-Robin行列式多用户调度相结合的方案。利用行列式调度算法效用函数以及预编码酉阵码书的特点,两者能够独立设计,同时相互结合提高系统的整体性能。将方案在一个多小区MIMO-OFDMA系统中进行仿真评估,并设计改进的MMSE-SIC接收机。仿真结果表明联合设计方案能够大大增加系统吞吐量,同时改善小区边缘用户的传输性能,有利于公平性的满足。

Abstract：

An uplink multiuser scheduling and precoding scheme was proposed which combined throughput maximization precoding based on the codebook and determinant multiuser scheduling.Through utilizing of the determinant utility function and the unitary codebook,the degisn of the multiuser scheduling and the precoding design could be independent while the combination of which could improve the system performance.The scheme was evaluated in a multi-cell MIMO OFDMA system simulation platform in which a modified MMSE-SIC receiver was implemented.The simulation results show that the design can improve the system throughput greatly and enhance the transmission performance of cell edge users which benefits for the fairness requirement.     

基于预编码的正交频分复用雷达通信一体化信号设计

针对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)雷达通信一体化信号中的通信信息影响其探测性能的问题,提出一种基于预编码的OFDM雷达通信一体化信号形式.利用具有较好相关特性的伪随机序列对一体化信号的通信信息进行预编码,以提高一体化信号的模糊函数性能,进而提升其探测能力.特别地,选取m序列、gold序列和Kasami序列进行预编码,并分析了扩展因子的影响和这3种序列的特点和适用环境.仿真结果表明,取相同扩展因子时,分别采用这3种序列进行预编码,不同程度地增加了OFDM一体化信号的峰值旁瓣比,将提升OFDM一体化信号的目标检测能力.     

一种基于优化阈值的有限反馈预编码算法

在上行链路总反馈量受限的多用户MIMO系统中,小数量用户配合高速率反馈比大数量用户配合低速率反馈具有更优的和速率.但较少的用户反馈却不利于获得多用户分集.针对该问题,提出了一种基于优化阈值的用户选择算法,并根据最优反馈速率从选出用户中确定实施反馈的用户.在用户反馈的信道方向信息和信道质量信息基础上,利用迫零波束成形(ZFBF)算法进行预编码.仿真结果表明,该方案具有比最优反馈速率算法更高的和速率.     

一种基于施密特正交化的MIMO预编码方法

提出了一种基于施密特正交化的MIMO（multiple-input multiple-output）预编码矩阵的构造方法。该方法以格拉斯曼空间装箱原理生成的码本为基础,依据信道状态信息（channel state information, CSI）,在接收端以最小误比特率（bit error rate,BER）为性能指标,选择最佳匹配当前CSI的预编码矢量,进而将该矢量在格拉斯曼码本中的索引反馈给发送端,基站端根据层映射数目,从格拉斯曼码本中寻找与该矢量最相近的矢量,采用施密特正交化的方法构造出当前预编码矩阵。数值仿真结果表明,依据该方法构造的预编码矩阵,在同等条件下,与3GPP LTE R8标准中根据Householder变换构造的预编码矩阵相比,其BER性能更佳,且该方法实现简单,灵活性好。     

下行链路基站协同蜂窝系统中的功率分配和干扰消除方法

蜂窝间干扰是无线蜂窝网络中一个重要的性能瓶颈, 基站协同可以消除小区边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰, 提高蜂窝系统的性能和频谱效率. 针对下行链路基站协同通信系统, 提出一种信道衰落补偿功率分配方法, 以及内部联合分布式空时编码(inner joint distributed space-time coding, IN-J-DSTC) 基站协同传输方案, 以抑制蜂窝边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰. 仿真结果表明, 该方法可以根据信道状况, 在源基站及协同基站间自适应地分配信号发送功率, 同时明显消除蜂窝边缘用户所受到的蜂窝间干扰, 从而显著地提高系统的误码率性能.