基于旋转直积码本的3D有限反馈SDMA方案

为平衡反馈开销和系统性能,在频分双工(FDD)系统下,针对三维多输入多输出(3D MIMO)系统的多用户预编码问题,提出一种应用于3D MIMO系统的基于统计信道信息的空分多址(SDMA)方法.首先,基于三维信道的空间相关性,提出3D MIMO中基于旋转直积的用户分簇码本设计,码本中每个分簇基的列向量相互正交,可作为发送方向用于下行预编码;其次,用户根据下行信道估计所得到的发端相关矩阵选取所在的分簇基及发送方向,并以长周期将其索引反馈至基站;最后,基站调度用户实现下行多用户传输.仿真结果表明:在信道相关性较高的情况下,该方法可以显著提升系统的吞吐量,且只须长时间向基站反馈信息,上行反馈开销极小.     

全维多输入多输出下行系统中两级序贯码本选码方法

为了在全维大规模多输入多输出(MIMO)下行系统中获取可靠的信道状态信息(CSI),提出了基于两级序贯码本的预编码设计方法。在此方法中,预编码码字由内码与外码组成,内码用来逼近各个辐射路径,而利用外码将选出的内码做最佳的线性组合。该方法能精确地逼近真实信道,而且还可以降低系统中的反馈开销。此外,基于假设的信道模型提出了反馈开销的确定方案和旋转码本的构造方法。通过实验仿真,验证了该设计方法的准确性和有效性。     

多天线有限反馈系统下基于Grassmannian流形的信道预测

针对时变信道下多天线有限反馈预编码系统存在反馈延迟的问题,在充分利用信道的时域相关性的基础上,提出将多天线时域相关信道的方向向量建模于Grassmannian流形上,利用Grassmannian流形的测地线对时变信道进行跟踪预测,以补偿反馈延迟对于系统性能的影响.同时,从Grassmannian流形的几何特性入手,针对Grassmannian流形的切空间提出了一种自适应的高分辨率动态聚焦码本.计算机仿真表明,基于Grassmannian流形的信道预测预编码的系统性能明显优于无记忆量化预编码,而且采用高分辨率动态聚焦码本对时变信道的跟踪性能也优于采用固定码本的信道预测.     

MIMO系统中基于树形码本的高效反馈方案

为了进一步降低有限反馈系统的反馈量,提出一种基于树形码本的高效反馈方案.对于具有时间相关性的信道,下一时刻最优码字的分布取决于当前时刻波束成形矢量,树形码本的特点是同一支上的码字在矢量空间上距离较近,在已知当前时刻码字的条件下,将搜索范围限定在一个小码本内,从中搜索最优码字,从而降低反馈量.仿真结果表明:基于树形码本设计的高效反馈方案能在不降低系统性能的前提下有效地减少系统反馈信息量;反馈量的减少和信道多普勒频偏有关,多普勒频偏越小,信道的变化越缓慢,搜索码本也越小,反馈量改善效果就越明显.因此,在具有时间相关信道中,利用所提出的基于树形码本的高效反馈方案,能以较低的反馈量获取与传统方案相似的系统性能.     

基于压缩感知的时频双选信道估计研究

针对时频双选信道,利用信道的时间相关性,即同一条时延径在相邻时刻对应的信道系数之间具有很强的相关性,提出一种线性近似方法对时频双选信道进行建模,有效降低了未知参数的个数.考虑到无线信道在时延域具有稀疏性,基于压缩感知(Compressed sensing,CS)理论对线性近似模型进行了恢复重构.分别对未线性近似模型和线性近似模型的系统性能进行了仿真,并结合最小二乘(leastsquare,LS)算法、正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法、稀疏贝叶斯学习(Sparse Bayesian Learning,SBL)算法给出了系统的归一化均方误差(Normalized Mean Square Error,NMSE)曲线.仿真结果显示,线性近似方法能有效对时频双选信道进行建模,针对本研究提出的线性近似模型,SBL算法能精确恢复出信道响应,并能有效地克服多谱勒效应.     

空分多址系统的码本设计

提出了一种新的空分多址多天线系统码本设计算法.该算法改进了通用型Lloyd算法,并基于改进型Lloyd算法生成了由一系列正交码本子集组成的空分多址系统的码本.仿真结果表明,本文的码本设计算法降低了信道状态信息的矢量量化误差,同时,基于本算法生成的码本,可以提高带有限反馈的空分多址系统的多用户速率和.     

大规模MIMO预编码中降低反馈开销的方法

研究大规模多输入多输出(MIMO)系统下,天线数增多反馈开销随之显著增大的问题,提出一种分割码本的预编码方法。该方法将有限反馈的大码本等间隔地分成k个码本,信道变化一次k个码本中的多个码本就被循环一次,选出一个最优码字Fi。Fi放入新开辟的储存空间,方便与下次选出的最优码字比较,循环一次Fi更新一次。同时将注水算法与之结合,使系统性能大大提高,而不会增加反馈量。仿真表明：正交移相键控(QPSK)调制、离散傅立叶变换(DFT)码本的预编码、反馈比特数为4的条件下,系统误码率与单一码本下预编码误码率对比,约提升3dB;用较少反馈量便可取得与大码本预编码几乎相同的误码率。     

大规模多输入多输出预编码中降低反馈开销的方法

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统下,天线数增多反馈开销随之显著增大的问题,提出一种分割码本的预编码方法。该方法将有限反馈的大码本等间隔地分成k个码本,信道变化一次k个码本中的多个码本就被循环一次,选出一个最优码字Fi。Fi放入新开辟的储存空间,方便与下次选出的最优码字比较,循环一次Fi更新一次。同时将注水算法与之结合,使系统性能大大提高,而不会增加反馈量。仿真表明,在采用正交移相键控(QPSK)调制、离散傅里叶变换(DFT)码本的预编码、反馈比特数为4的条件下,系统误码率与单一码本下预编码误码率对比,约提升3 d B。该方法用较少反馈量便可取得与大码本预编码几乎相同的误码率。     

基于有限反馈的多用户MIMO系统信道量化方法

为减少量化码本的大小与计算复杂度,针对多用户多输入多输出(MIMO)系统的预编码方案,提出了一种新的信道量化方法.采用2个矢量线性组合的方式,代替现有使用1个矢量的方式.仿真结果表明,新方法能够在一个较小的码本集上,实现现有量化方法在大码本集上达到的性能,从而降低了存储空间的需求和量化过程的计算量.通过调整算法的参数能够有效地在反馈量和性能之间进行取舍,具有更大的设计灵活性和实用性.     

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(multipleinput 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 tele-communications-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。     

基于 PLC 信道相关性的分集合并技术研究

研究电力线信道(power line channel,PLC)相关性对提高电力线通信系统的性能具有重要意义.基于电力线信道的多输入多输出(multiple input muliple output,MIMO)模型和信道本身的物理特性,可知电力线载波通信系统中信道间存在一定的相关性.详细分析了电力线信道单输入多输出(single input multiple output,SIMO)系统中子信道之间相关性及计算方式,同时也分析了电力线单输入多输出系统在分集合并技术下,采用二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)调制方式时的最大比合并和等增益合并的系统误码率,比较了2种分集合并技术在不同的信道相关性下的误码率.通过仿真得出,相关性会影响分集合并的误码率,进而影响系统的性能.     

基于多径的双极化信道信息反馈方法

天线部署空间限制和信道信息精度是影响大规模天线性能的重要因素,双极化天线能够有效地减少天线尺寸,在有限的空间内部署更多的天线,成为了大规模天线部署时的主流选择。但是由于信道的维度较大,目前,反馈技术面临码本中码字数目巨大、设计困难的问题,并且同时导致反馈开销大以及码字选择计算复杂度高。本文提出了一种新的基于多径的双极化信道反馈方法,这种方法仅仅需要少量的长周期宽带反馈的多径方向和幅度信息,结合一些短周期子带反馈的相位合并信息即可获得更加精确的预编码。结果表明这种方法能够有效地提高量化反馈效率并降低终端侧复杂度。      

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.     

基于CSI-RS的3D MU-MIMO有限反馈预编码算法

利用三维多输入多输出(3D MIMO)信道矩阵的克罗内克积结构,传输预编码可分成水平与垂直维预编码,有效挖掘空间自由度可以提高系统性能。针对现有算法未能更好利用空间自由度及单流传输的不足,本文提出了一种基于信道状态信息参考信号(CSI-RS)的多用户MIMO(MU-MIMO)有限反馈预编码算法。该算法采用新码本,依据最大信干噪比准则选取最优的预编码矩阵索引(PMI)返回给基站(BS)供调度。验证结果显示该算法较已有算法,实现了多流传输,拥有更优的和速率(SR)及误码率(BER)。     

基于信道状态信息参考信号的三维多用户多输入多输出有限反馈预编码算法

利用三维多输入多输出(3D MIMO)信道矩阵的克罗内克积结构,传输预编码可分成水平与垂直维预编码,有效挖掘空间自由度可以提高系统性能。针对现有算法未能更好利用空间自由度及单流传输的不足,提出了一种基于信道状态信息参考信号(CSI-RS)的多用户MIMO(MU-MIMO)有限反馈预编码算法。该算法采用新码本,依据最大信干噪比准则选取最优的预编码矩阵索引(PMI)返回给基站(BS)供调度。验证结果显示该算法较已有算法,实现了多流传输,拥有更优的和速率(SR)及误码率(BER)。     

基于DDST的MIMO时频双选信道的信道估计

针对多输入多输出时频双选择性信道,提出了一种基于信息叠加训练序列和最小二乘相结合的信道估计方法.基于基扩展模型构建MIMO时频双衰落系统,采用DDST算法估计信道矩阵,对误码率进行分析.训练序列采用等幅度的周期指数序列,同时在基于叠加训练序列估计的基础上叠加一个基于信息的周期序列.实验表明,基于DDST的MIMO时频双选信道估计方法比传统的估计方法显著降低了信道估计的均方误差和误码率,并能保持较高的频带利用率.     

联合特征码本树和能量最小化的目标识别方法

针对复杂背景下的目标识别,提出了一种基于特征码本树和能量最小化的概率框架,能同时检测目标位置和区分目标类别的识别方法。为了能加入特征间的空间关系,除了使用单特征码本树,还使用了双特征码本树,并建立一个能量函数来融合单特征码本树和双特征码本树的特征概率匹配结果。最后,通过在测试图像中寻找滑动窗口所在区域的类别能量最小化来确定目标的位置和所属类别。在UIUC和Caltech 101数据库上的实验表明,该方法相比于其他方法具有较高的识别精度。     

MIMO阵元方向性对系统性能影响研究

在考虑空间衰落相关性(SFC)的同时引入天线单元方向性,研究基于统计信道模型的终端MIMO多天线模型及性能评估方法.在Kronecker的MIMO信道建模中应用终端波达信号方位角功率谱(APS)模型.利用此MIMO信道模型概念,分析在统计衰落信道中MIMO阵元方向性对系统性能影响,包括对空间衰落相关系数、MIMO多径信道容量和误码率(BER)的影响.仿真和优化结果表明:终端MIMO多天线模型中阵元方向性对系统性能影响显著,合理安排阵元波束方向可增加约10%多径信道容量并明显减小误码率.     

结合信源和信道的多级矢量量化联合优化算法

针对传统的信源优化多级矢量量化抗误码性能较差的问题,提出了一种结合信源和信道的多级矢量量化码本联合优化算法。该算法将码本联合优化与非等重信道保护相结合,充分利用多级矢量量化中各级码字之间的相互作用关系和非等重信道保护的特性,对各级码字进行非等重误码率的迭代优化来降低整个系统失真。在低速率语音编码中线谱频率参数的仿真测试表明:与信道优化的多级矢量量化独立码本和非等重信道保护相结合的方案相比,在8%误码率信道下该算法线谱频率参数的平均谱失真降低了0.1dB;与等重误码率的码本联合优化方案相比,在各种误码率信道下该算法线谱频率参数的平均谱失真都有明显降低。     

LTE-M在地铁隧道中的非稳态MIMO信道的几何建模

轨道交通中基于通信的列车控制(communication based train control, CBTC)系统采用多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)信道的LTE-M(long term evolution-metro)技术以确保可靠的车地通信,因此需要研究地铁隧道环境下MIMO信道的统计特性.针对隧道内2×2 MIMO信道在列车移动特别是列车经过基站的过程中呈现的非稳态特性,建立了隧道环境下基于几何的单反射(geometrically based single bounce,GBSB)时变MIMO信道模型.推导了复信道增益以及时变统计特性,包括信道时变自相关函数(autocorrelation function, ACF)、信道时变功率谱密度(power spectral density, PSD)、信道时变互相关函数(cross correlation function, CCF)等.分析了列车运行速度、天线间距等参数对信道相关性的影响.结果表明,信道时变自相关性随列车运行速度增加而降低.当天线间隔增大,信道互相关性呈现波动性下降.仿真结果与实测结果相一致,验证了所提出模型的有效性.