MIMO-OFDM系统中一种新的有限反馈及调度方法

在多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中,利用OFDM子载波信道的相关性,将子载波动态关联分组,并对每一子载波,用所关联子载波上的波束进行匹配,获得更准确的信道方向信息,提高平均系统流量.再对子载波分组的信道状态信息采用有限反馈,供基站进行用户调度,减少了上行反馈信息量,提高了上行反馈效率.仿真表明,该方法的上行反馈信息量约为子载波独立有限反馈时的30%,平均系统流量超过模拟反馈信干噪比时的1%.     

相关天线下基于波束成型多用户MIMO-OFDM系统子载波分配研究

针对波束成型多用户MIMO-OFDM系统,以优化系统性能为目标,给出一种在天线具有相关性条件下基于部分信道状态信息的子载波分配算法.该算法采用克罗内克(Kronecker)模型作为相关天线的信道模型,并用信道状态统计信息来描述该模型的传递过程,从而得到相应的子载波分配原则.实验结果表明:系统性能不仅与收发两端的天线数量有关,也与天线相关矩阵中的相关系数以及延时反馈参数有关.     

多用户MIMO-OFDM自适应子载波组分配的优化算法

针对于多用户多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)下行传输,提出一种基于用户信道特征反馈自适应调整多用户子载波分配的优化算法.该算法提出的简化技术将信道相关带宽信息和动态子带分配算法联合起来,将连续子载波分配的最小单元由单个子载波变为子载波组,从而能在不明显影响系统性能的基础上有效改善传统子载波自适应算法中运算量较大的问题.仿真结果表明:该算法运算量获得较大的简化,但在性能上接近于传统动态子载波分配的效果,是一种有效的多用户动态自适应子载波分配算法.     

多用户多输入多输出-正交频分复用系统的一种子信道分配方案

针对多用户多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的下行链路,基于脏纸编码(DPC)和线性接收机,提出了一种简单的子信道分配方案.每个子载波上,各用户以其信道矩阵左奇异向量作为接收机;发射机已知所有用户的信道信息,通过贪婪DPC预编码,分配空间子信道;然后,根据各子信道增益进行注水功率分配获得最大的和速率信道容量.仿真表明,该方法可以实现接近Sato界的信道容量.     

存在载波频偏和信道估计偏差影响的空相关多用户MIMO-OFDM系统的性能分析

为进一步了解载波频偏和信道估计偏差在空相关多用户MIMO-OFDM系统中的作用,对存在载波频偏和信道估计偏差影响的上传多用户MIMO-OFDM系统的性能进行了解析和仿真研究.推导了在载波频偏和信道估计偏差影响下的空相关多用户MIMO-OFDM系统的有效数据符号的信号干扰噪声比表达式,给出了多用户MIMO-OFDM系统的符号差错性能指标.研究表明,理论计算与计算机仿真的系统符号差错性能结果在各种载波频偏和信道估计偏差情况下都比较吻合.     

MIMO-OFDM系统中反馈插值方法和复杂度

在多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中,为了降低每个子载波在波束形成时的高反馈开销,通过充分利用发射端在某些特定子载波上的信道信息和信道系数在频域的相关性,提出了新的3种波束插补方法,分别为三阶样条插补、变换域插补和低通插值方法.这些方法只需接收机反馈部分子载波上的波束矢量就能确定其他子载波上的波束矢量,避免了因矢量旋转带来的复杂搜索,降低了角度反馈开销.减小系统反馈量,同时保证较好的性能.仿真结果表明,在频谱利用率、误码性能和反馈量方面,所提方案均优于现有的插补方案.与现有方法相比,在同样反馈量的条件下,所提方法能够获得明显的性能增益.     

多用户MIMO-OFDM系统中基于非理想反馈的自适应子载波分配

考虑基于VBLAST架构的多用户MIMO-OFDM系统中的资源分配问题,提出了一种基于非理想反馈的自适应子载波分配算法.该分配算法综合考虑了反馈信道信息和反馈质量,为表征反馈质量,引入了置信系数和等价方差的定义,推导了实际中反馈时延和反馈误差同时存在时置信系数和等价方差的通用闭式表达.仿真结果表明,所提出的分配算法在各种非理想反馈情况下,均可改善系统性能.     

一种空间复用MIMO-OFDM联合量化反馈预编码*

对于空间复用下行MIMO-OFDM系统,为了减少其反馈比特和增加信道容量,提出了一种新的下行功率分配和预编码矩阵的联合量化有限比特反馈预编码方案;修正了子载波最优功率分配;设计了一种低复杂度非均匀功率分配码本量化方法;只要把部分子载波的有限比特量化预处理矩阵和量化功率分配反馈到发射端,在发射端采取一种改进的插值算法来重构原最佳预矩阵。仿真实验表明,采用该方案能提高系统信道容量和降低误码率。     

OFDM系统的自适应分配算法的研究

关于算法的研究可以分为两类:动态算法和静态算法.静态分配算法在没有考虑信道瞬态增益的情况下预先进行子载波分配的.然而实际的通信系统是要支持多用户并发通信的,由于信道衰落存在用户差异性,将自适应技术应用在多用户系统中,根据用户在各子信道上的瞬时特性动态地分配子信道,充分利用信道的瞬时特性进行资源分配,对多用户要求共享同一子载波进行仲裁后完成分配,从而使系统总的发射功率达到最低.     

基于波束成形的MIMO-OFDM插值算法

针对MIMO-OFDM系统中波束成形线性球状插值算法复杂度过大并且只适用于非量化波束成形的情形,提出了一种通用的插值算法.该算法通过在导频子载波上反馈波束成形向量,同时利用信道频域相关性,内插重构非导频子载波上的波束成形向量,极大地降低了每个子载波在波束成形时的反馈开销.同时,考虑到实际系统的可实现性,在通用插值算法基...     

Precoding for Multiuser Spatial Multiplexing MIMO Downlink

Introduction Spatial multiplexing is a simple technique that allows multiple-input multiple-output (MIMO) wireless sys- tems to attain high spectral efficiencies. Unfortunately, the lack of spatial redundancy makes spatial multiplex- ing susceptible to ra…     

多用户MIMO中基于部分信道状态信息预编码的稳健性研究

在实际的MIMO中,接收端往往具有理想的信道状态信息,而发射端由于种种原因只有来自接收端反馈的部分信道状态信息(CSI)。分析了CSI,对发射端已知部分CSI设计预编码进行了初步研究,并给出了一种等效噪声方法,即将反馈误差建模为接收端的等效噪声,利用预编码准则对反馈误差、用户间干扰进行统一处理。在MIMOTD-SCDMA系统应用环境中对该方法进行了仿真分析。结果表明,反馈误差对预编码影响较大,采用等效噪声后的预编码相比没有考虑反馈误差的预编码性能有明显地提高     

Multiuser MIMO Downlink Transmission Schemes over Time-Varying Channels

The performance of multiuser multiple-input-multiple-output （MIMO） downlink systems with block diagonalization （BD） depends on the accuracy of the channel state information （CSI） available at the trans- mitter and the receiver. In time-varying channels, the CSI available at the transmitter （CSIT） is always out-dated due to an inherent time delay between the uplink channel estimation and the downlink data transmission in time division duplexing （TDD） systems. This leads to a drastic degradation of system capacity. This paper first analyzes the effect of the outdated CSIT on multiuser MIMO downlink systems using the BD method and then proposes two linear processing methods, BD precoding with user selection and scheduling at the transmitter and total minimum mean squared error （MMSE） decoding at the receiver （TBDUSS-RTMMSE） and BD preceding at the transmitter with partial MMSE decoding at the receiver （TBD-RPMMSE）, to mitigate the interference among data streams and users. Analysis and simulation results show that these methods can effectively reduce the impairment of the outdated CSIT to increase the system sum capacity in a suitable time delay region of the CSIT.     

MU-MIMO系统的线性预编码和功率分配算法

针对下行链路多用户MIMO系统,提出了一种联合预编码和功率分配的算法.该算法能够优化系统的信道容量,同时也保证了每个用户的服务质量要求.首先求解线性预编码;在此基础上,通过分布式的功率分配,使得在满足各个用户服务质量要求的前提下,信道容量最大化.算法与现有的结合功率分配的预编码策略相比,在达到较高的信道容量的同时,也能满足各用户的最低速率要求(QoS).仿真试验表明:高信噪比(10～20dB)的情况下,在达到相等的信道容量时,算法平均可获得1dB的增益;在低信噪比(0～6dB)的情况下也能满足各用户的QoS要求.     

多用户MIMO中基于部分信道状态信息预编码的稳健性研究

在实际的MIMO中,接收端往往具有理想的信道状态信息,而发射端由于种种原因只有来自接收端反馈的部分信道状态信息(CSI)。分析了CSI,对发射端已知部分CSI设计预编码进行了初步研究,并给出了一种等效噪声方法,即将反馈误差建模为接收端的等效噪声,利用预编码准则对反馈误差、用户间干扰进行统一处理。在MI-MO-TD-SCDMA系统应用环境中对该方法进行了仿真分析。结果表明,反馈误差对预编码影响较大,采用等效噪声后的预编码相比没有考虑反馈误差的预编码性能有明显地提高。     

基于非理想信道状态信息的鲁棒矢量预编码设计

在多用户多输入多输出（MIMO）系统中,提出一种适用于非理想信道的鲁棒矢量预编码设计方法.使用非理想信道模型,发射端仅获得部分信道状态信息,即已知信道估计值及信道误差值的一阶和二阶统计量,利用已知的信道条件并最小化收发信号的均方误差,推导出鲁棒的矢量预编码矩阵和扰动矢量.仿真表明,该鲁棒预编码方法比传统方法具有更好的性能.     

基于非理想信道状态信息的最小化均方误差非线性收发机设计

在多输入多输出系统中,当收发端已知非理想信道状态信息时,提出了一种基于最小化均方误差准则的非线性收发机设计方法,其结构基于汤姆林森-哈拉希玛预编码(THP).首先研究了收发信号的均方误差表达式,并将其转换为预编码矩阵的函数;然后,通过最优化及矩阵论方法最小化均方误差的下界,求解最优预编码矩阵以及下界的闭式解,进而获得整个非线性收发机矩阵.仿真结果表明,该方法性能优于现有的线性收发机设计和经典的THP收发机设计.     

多输入多输出系统下行链路发射与接收的联合线性预编码

针对多用户多输入多输出系统下行链路线性预编码中的迫零法及正交化法对接收端的噪声有较强放大作用的问题，提出了一种发射与接收联合预编码的波束成形迭代法．该方法把联合预编码直接转变为波束成形问题，以惟一确定的最小范数解作为预编码矩阵，通过迭代得到各用户的预编解码矩阵．由于所得到的解码矩阵具有最小范数的特性，在解码时产生的噪声能量最小，从而有效地减少了对噪声的放大作用．同时，在基站总发射功率一定的条件下，根据用户的信道质量动态地分配功率可以使信道质量较差的用户得到较多的发射功率．仿真实验表明，所提出的方法与迫零法相比，在相同的仿真条件下，在平均误比特率为10^-4时可以获得约9dB的性能增益．