MIMO系统中一种基于邻域的有限反馈方法

针对时间相干信道下多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)波束赋形系统提出了一种基于邻域的有限反馈方法.该方法利用相邻帧波束赋形码字间的相关性,将前一帧波束赋形码字的邻域内码字组成当前帧的新码本,从而降低反馈比特数,并给出周期性反馈和自适应反馈两种方案.仿真结果表明所提方案相比普通反馈方法能有效降低反馈速率,周期性反馈能显著降低反馈量但有一定的性能损失,自适应反馈能适当降低反馈量且没有任何性能损失.     

基于STBC的双层预编码MIMO系统

提出一种结合空时分组码(space-time block coding, STBC)与双层预编码的方法。建立了基于STBC的双层预编码多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统模型,给出了预编码赋形权矢量的构造方法,利用预编码形成的两个虚拟子信道同时传输两个数据流,同时结合Alamouti STBC构成混合编码,带来分集增益;针对STBC双层预编码系统设计了一种低复杂度的译码方法。理论和仿真结果表明,新系统可以同时带来分集增益和复用增益,有效提高系统信道容量,与通常的MIMO系统相比,误码性能得到明显改善。     

有限比率反馈下多天线预编码系统的性能分析

在无线通信系统中,当发射端完全已知信道的状态特性时,接收与发送的联合优化设计可获得较好的通信性能,然而由于实际通信系统中有限比率的反馈比特数,发射端往往只能已知部分信道的状态特性。利用格拉斯曼空间中的装填问题,提出通过反馈比特数来选择多波束矢量并与功率控制相结合的线性预编码矩阵优化设计方法。仿真比较了信道特性完全已知和有限比特反馈下部分信道特性已知时基于不同优化准则的预编码系统的性能。仿真同时证实了提出的预编码设计方法的误码率接近信道完全已知时的预编码系统的性能。该设计方法可应用到实际的具有反馈的无线多天线通信系统中。     

基于OFDM系统的空时频分组编码方案

提出了一种空时频分组编码方案,其设计思路是:接收端通过子信道的相关特性确定不相关子载波组,并反馈给发射端;发射端基于反馈信息,利用星座旋转预编码矩阵和空时分组编码技术构建空时频分组编码。该方案只反馈子信道的相关性而无需反馈整个信道信息,可应用于任意数量的发射/接收天线,能获得极高的分集增益和带宽效率,且只有较低的解码复杂度。在瑞利衰落环境下的仿真结果证实了此方案的鲁棒性。     

毫米波大规模MIMO-NOMA系统中基于动态子连接混合结构的预编码设计

针对毫米波大规模多输入多输出-非正交多址接入(massive multiple input multiple output non-orthogonal multiple access, mMIMO-NOMA)系统硬件成本和功耗过大问题, 基于动态子连接混合结构(dynamically sub-connected hybrid architecture, DSC-HA), 提出一种高效预编码方案。首先,在用户分组的基础上, 基于等效信道增益最大化原则, 利用Kuhn-Munkras算法匹配各NOMA簇用户的信道状态信息, 以实现动态天线分组, 进而完成模拟预编码设计。接着, 利用NOMA簇内强用户的等效信道来实现数字预编码设计, 以减小簇间干扰。最后, 通过优化簇内用户间功率分配来减小簇内用户间干扰。仿真结果表明, 基于DSC-HA的预编码方案不但系统和速率优于基于子连接混合结构的预编码方案, 而且能效明显优于基于全连接混合结构和基于全数字结构的预编码方案。     

改进的OFDM/OQAM预编码信道估计方法

基于偏移正交幅度调制(offset quadrature amplitude modulation,OQAM)的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统为获得良好的系统性能,系统在接收端的信道估计是重要一环。针对离散导频OFDM/OQAM系统的信道估计问题,分析了该系统典型的预编码方法,指出了其计算复杂度大的问题。在此基础上,提出了一种改进的预编码方法。该方法采用两个预编码矩阵,减少了每次编码的时频格点数目。该方法减小了预编码矩阵的维数,进而显著降低了系统信道估计的计算复杂度。仿真结果表明,在相同的信道条件下,该方法能够保证与预编码方法相近的信道估计精度,同时有效降低系统计算复杂度。     

基于不完全信道信息的MIMO双向中继系统线性预编码算法#br#

针对配置两个通信节点的多输入多输出双向中继系统,提出一种基于不完全信道状态信息的预编码设计方案,该方案综合考虑信道估计误差与信道反馈延迟的情况。在中继发射功率受限的条件下,以最小均方误差为准则设计以预编码矩阵为变量的优化问题,提出矩阵分解和联合迭代两种线性预编码算法。矩阵分解法通过矩阵分解推导得到中继矩阵的闭式解;联合迭代法利用迭代算法交替迭代来联合优化预编码矩阵和接收端处理矩阵,直到算法收敛数。仿真结果表明,随着信噪比由0到25 dB逐渐增大,与现有方案相比,矩阵分解法能有效地降低系统的误比特率,联合迭代法能获得最佳的系统性能提升。     

MC-CDMA多用户下行MMSE预编码性能研究

针对MC-CDMA下行传输系统提出一种MMSE预编码技术.在MC-CDMA的下行传输中,发送端采用MMSE预编码抑制下行传输的多址干扰,接收端采用MMSE均衡补偿信道失真.相对于等增益合并预编码方案,MMSE预编码可以有效抑制下行传输的多址干扰和减小接收端均衡处理带来的噪声增强.研究结果表明,MMSE预编码比等增益合并预编码在MC-CDMA多用户下行传榆环境中具有更好的性能,而且对信道估计误差具有较好的鲁棒性.     

基于有限反馈的多用户MIMO系统下行调度算法研究

基于预编码技术的调度方案可以提高频谱效率和系统公平性,但较少考虑QoS需求的满足.提出了一种适用于有限反馈多用户MIMO系统的下行调度算法.根据预编码矩阵选择数据流,以最大化系统容量并降低同信道干扰.先后为主数据流和次数据流执行多用户调度,有效扩大了空间复用增益.仿真结果表明,该算法可以获得更高的频谱效率,并保证业务的QoS需求.     

基于线性弥散空时码的有限反馈干扰对齐算法

干扰对齐(interference alignment,IA)作为极具潜力的干扰管理策略,能获得与用户数量成线性关系的自由度增益,但因其需要全局实时信道状态信息(channel state information,CSI)才能有效实现,使得IA理论向实用的转化将面临众多挑战。针对该问题,本文基于多小区蜂窝系统,提出了一种基于线性弥散空时码的有限反馈干扰对齐算法,该算法将预编码和线性弥散空时码编码进行级联,在只需反馈单个用户CSI的条件下,通过合理地设计预编码矩阵、线性弥散空时码块以及接收端的接收矩阵,来实现干扰的完全消除。仿真结果表明,相比已有研究,新IA算法在实现干扰完全消除的情况下,能够极大地降低系统CSI反馈开销。     

密集小小区莱斯衰落CoMP预编码及分时反馈的设计

密集小小区场景存在很强的视线传输(line-of-sight,LOS)成份,传统基于瑞利衰落的多点协作预编码码本性能将受到限制,同时密集小小区环境下非视线传输(non-line-of-sight, NLOS)成分将更加复杂需要频繁地进行反馈。因此提出一种针对密集小小区莱斯信道的码本设计方案,充分利用LOS和NLOS成分,并结合慢速移动场景的信道特点采用差分码本的形式,在不增加码本空间的基础上提高了实际的码本量化能力。同时设计了一种长短周期相结合的分时反馈方案,对不同莱斯因子的信道场景提供更灵活的支持。     

多天线OFDM系统的线性优化

从Jakes信道模型出发,用KKT优化方法,从信道部分特性已知的情况推导了多天线OFDM系统中发射机与接收机的线性最优化设计问题。仿真比较了多天线OFDM系统的各个子载波之间采用合作的线性优化与非合作的线性优化两种方法在不同最大多普勒频移和反馈时延下发送符号的均方误差。仿真结果表明,当信道特性部分已知时,子载波之间合作的线性优化较之非合作的线性优化有更小的均方误差。可为存在反馈时延的多天线OFDM系统设计提供指导     

基于反馈信道状态信息的水声自适应OFDMA

在时变水声信道中, 为了提高自适应正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access, OFDMA)在时延反馈信道状态信息(channel state information, CSI)条件下的资源分配性能, 提出多节点反馈CSI的时隙复用接入方法, 降低反馈时延; 提出载波时-频相关系数和载波时-频均值两种反馈CSI表征参数, 通过实验数据分析了两种反馈CSI参数及其对水声自适应OFDMA性能的影响; 提出多节点公平的自适应载波、比特、功率联合分配算法, 在最大功率和节点吞吐量约束条件下最小化系统误比特率。仿真和湖上实验数据的结果显示, 所构建的水声自适应OFDMA系统在多种反馈CSI条件下误比特率均低于交织载波分配, 表明其在实际的水声信道应用中具有良好性能。     

基于独立分量分析的DS-CDMA下行信道延迟估计

将独立分量分析方法引入DS-CDMA系统，通过对DS—CDMA信号模型和线性有噪ICA模型的比较，得出这两种模型具有相同形式。因此，提出了一种基于ICA的DS—CDMA下行信道的延迟估计方法。该方法采用固定点ICA算法来估计多径信道的混合矩阵，从而提取信道的延迟信息。仿真结果表明：与匹配滤波检测方法相比，该方法具有更好的性能。     

Capacity analysis of transmit beamforming with variable feedback delay

The feedback delay can severely affect the quality of the channel state information at the transmitter (CSIT) which is fed back from the receiver. The outdated CSIT will cause large performance loss in the transmit beamforming systems. The effect of variable feedback delay on the capacity of transmit beamforming systems over Rayleigh fading channels is studied. First, the case of fixed feedback delay is considered and a closed-form expression of system capacity is derived. Based on the results of fixed delay, the delay following certain distributions in variable delay case is assumed and the closed-form expressions of capacities are derived. The closed-form expressions show that the capacity is significantly affected by the statistical characteristics of the feedback delay. The obtained results provide an analytical insight into the effects caused by variable delay on the system capacity.     

最优下行链路功率分配策略和波束形成算法

针对下行链路的预编码问题,提出了一种基于二阶锥优化理论的求解方法。它将功率分配和波束形成的联合优化问题转变为一个单变量的凸优化问题,该凸规划问题实质上是一个二阶锥可表问题,因而可以利用内点法求取其全局最优解。更进一步,文章提出的算法还能对非精确的信道状态信息提供稳健性。仿真实验证明了算法的有效性。