MIMO系统中基于斜投影的盲空时多用户检测算法

针对多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)的码分多址(code division multiple access, CDMA)系统,提出了一种基于斜投影的盲空时多用户检测算法。该算法结合MIMO系统的空间分集技术与Alamouti空时分组码 (space time block coding, STBC)方案,自适应地跟踪干扰子空间和多天线信道,在此基础上对接收信号进行斜投影抑制多址干扰(multiple access interference, MAI),解决了传统的基于子空间的最小均方误差(minimum mean square error, MMSE)盲空时多用户检测算法收敛速度慢和强干扰的情况下稳态性能低的问题,提高了多用户检测的鲁棒性,且计算复杂度较低。仿真结果表明该算法的有效性。     

空时分层结构码分多址系统的上行多用户检测

针对目前已提出的空时编码结构大多只研究单用户检测这一现状,研究了频率选择性信道下多输入多输出(MIMO)的多用户结构,并提出了一种采用V BLAST空时编码结构码分多址系统的多用户检测算法。基于发射符号的旋转不变特性和奇异值分解,得到了矢量信道冲激响应(VCIR)的盲估计,进而提出了上行信号的多用户检测器。该方法在满足系统对多用户检测性能期望的同时,还能很容易地对算法复杂度进行有效控制。仿真结果表明了该方法的有效性。     

多天线系统中BLAST算法和STBC算法的结合

提出了一种BLAST与STBC结合的算法,本算法适用于所有接收天线大于等于发射天线数的天线阵列.对于STBC的发射矩阵,每次只传榆矩阵的一行,在接收端对已接收的每行数据都进行检测.如果解码成功,发射端则停止发送矩阵数据;如果失败,就继续发射下一行.这样在发送第一行时等效于发送BLAST,可以获得空间复用增益,而在传输完最后一行时是完整的STBC,可以获得空问分集增益,在中间状态则可以获得部分的分集增益和部分的复用增益.本算法结合了BLAST和STBC的优势,相对于BALST算法有更低的误码率,而相对于STBC算法则有更高的传输速率.分别对基于正交空时码和准正交空时码的推荐算法进行了仿真,仿真结果支持了理论分析的结果.     

MC-CDMA系统中基于粒子群算法的多用户检测

提出了一种频率选择性信道下使用多天线分集接收的多载波码分多址(MC-CDMA)系统中基于粒子群算法(PSO)的多用户检测(MUD).当采用多天线分集接收时,各个天线接收的信号经历了相互独立的衰落,导致不同天线分支对应的匹配度函数相互独立.为解决多天线分集接收的多目标优化问题,提出了虚拟Pareto前端的概念,并使粒子按照Pareto优化准则进行速度和位置更新.仿真结果表明,所提方案获得了增强的开发和探索能力,其性能优于常规粒子群算法和多目标遗传算法.     

分层空时码分多址系统的快速联合检测算法

分层空时码分多址系统(LST-CDMA)的联合检测算法(JD)利用扩频码和信道冲击响应(CIR)卷积形成的空-时二维特征向量来进行多用户和多天线检测,能够获得优良的检测性能。但是该JD算法的复杂度非常高,针对这个问题提出了两种快速算法:近似Cholesky分解和块-Fourier算法。为了进一步减少运算量,又利用重叠保留法(OLA)对块-Fourier算法进行改进。仿真证明,这些算法在几乎不降低检测性能的前提下,可以大幅降低计算复杂度。     

MC-CDMA系统部分频带干扰抑制性能研究

对MC-CDMA系统和部分频带干扰进行了建模,推导给出了常规MC-CDMA系统以及频域随机交织和卷积编码情况下的等增益软、硬判决合并的理论误码率表达式,计算机仿真发现,（1）集中功率进行有效干扰可以获得最好的干扰效果,（2）由于采用了频域扩频,MC-CDMA系统的部分频带干扰抑制性能要远好于OFDM系统,（3）在频域随机交织情况下,软判决合并的性能并不总是好于硬判决合并,并且采用自由距离较大的卷积编码也可以获得很好的干扰抑制效果.     

一种新的高效MMSE-SIC检测算法

传统的V-BLAST系统检测算法,由于存在矩阵求逆的操作,其计算复杂度与发射天线数的立方成正比,在发射天线较多时,对接收机信号处理能力要求较高。于是提出了一种具有更低复杂度的排序串行干扰消除算法。该算法利用施密特正交化分解方法,有效地避免了循环矩阵求逆运算,在不降低误比特率性能的情况下,使得检测算法大为简化,其计算复杂度与发射天线数的平方成正比。同时,该算法使排序和检测过程相互独立出来,提高了算法应用的灵活性。     

MIMO雷达子阵级m-Capon方法研究

针对多输入多输出（multiple input multiple output, MIMO）雷达虚拟阵列孔径大,典型的降维空时自适应处理（space time adaptive processing, STAP）方法--m-Capon法无法适用的问题,对子阵级m-Capon法进行了研究,并与相应的相控阵雷达3-Capon方法进行了比较。计算机仿真结果表明,处理器维数相同时,子阵级3-Capon方法性能明显提高,但非主杂波区误差鲁棒性差;子阵级1-Capon法在非主杂波区性能明显提高,但主杂波凹口太宽。在实际应用中,可综合运用两种方法对主杂波和非主杂波区分开处理,为工程实现提供可靠依据。     

MU-MIMO单比特ADC系统中软输出检测算法

低精度量化技术能解决毫米波通信射频链高能耗问题而使相关的接收技术受到广泛关注.本文针对应用于单比特量化上行多用户多输入多输出(multiuser multiple input multiple output,MU-MIMO)系统的软输出检测(soft output detection,SOD)算法计算复杂度高的问题,针...     

VBLAST-MC-CDMA系统自适应调制仿真分析

提出一种应用卷积码编码的VBLAST-MC-CDMA系统上行链路结构,并将自适应调制技术应用于上行链路结构中。自适应调制门限的设定采用试验法。先设定需要的误码率门限,并以此为依据通过仿真结果确定系统调制方式的转换门限。通过仿真,分别讨论了用户数固定和用户数变化时该自适应调制系统的误码率性能。仿真结果表明,两种情况下自适应调制都能在不牺牲期望误码率性能的情况下提高系统的频谱效率。     

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.     

基于子空间方法的自适应半盲多用户检测

提出MC-CDMA系统下一种基于子空间方法的自适应半盲多用户检测算法。该算法通过利用小区内所有用户的扩频码设计了一种基于MOE准则的半盲检测器。针对Chebyshev逼近算法受到来自噪声子空间分量的影响导致性能下降的问题,提出一种子空间约束Chebyshev逼近算法,并使用该算法自适应得到权向量。为了减少计算复杂度,采用修正的PASTd算法自适应跟踪信号子空间。仿真实验验证了该算法的有效性和可行性。     

Equivalent Joint Space-Time Multiuser Detection for Uplink ISI-Corrupted Multicarrier CDMA Systems with Arbitrary Antenna Arrays

The multicarrier code division multiple access (MC-CDMA) systems without cyclic prefix (CP) hold a fine spectral efficiency though they are unavoidably corrupted by the intersymbol interference (ISI) over the finite impulse response (FIR) channel. We call MC-CDMA systems without CP the ISI-corrupted MC-CDMA systems in some sense. Considering the fact that combining antenna arrays with so-called ISI-corrupted MC-CDMA systems is advantageous in suppressing cochannel interference in cellular communication systems, this paper investigates ISI-corrupted MC-CDMA systems with base station antenna arrays. Joint space-time multiuser detection (MUD) schemes for DS-CDMA systems with antenna arrays have drawn much attention recently. Based upon them, we can derive the equivalent joint spatial-temporal MUD scheme for ISI-corrupted MC-CDMA systems with antenna arrays. In order to achieve this goal, an equivalent space-time estimation method of uplink vector channel is first derived for the ISI-corrupted MC-CDMA syste     

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.     

恒模多用户检测算法在WCDMA中的应用及仿真

针对WCDMA两级扩频调制结构中多址干扰（MAI）的循环平稳周期等于扰码周期和扩频码周期的最小公倍数的特点,以及固定步长恒模算法收敛速度慢、稳态误差大的缺陷,提出解扰和解扩相结合的变步长恒模算法,其中权系数的迭代更新公式随扰码周期变化,迭代步长自适应调整,该算法可以抑制扩频码之间以及扰码之间的多址干扰,且能降低稳态误差。仿真结果表明,在目标误码率为10-2的20用户WCDMA系统中,变步长恒模算法所需的信噪比比固定步长恒模算法降低0.5dB。     

基于发射相关的MIMO反馈增强与多用户调度方案

针对多输入多输出(MIMO)多用户系统基于瞬时信道状态信息反馈的调度算法中反馈链路负载比较大的问题,提出了两种基于信道发射相关矩阵的反馈增强与多用户调度方案.方案一中,信道相关矩阵的对应最大奇异值的右奇异向量被反馈回发射端,发射机从这些向量表征的子信道中选择增益较大且空间互相关最小的一组,由于信道相关矩阵变化缓慢,因而大大减小了反馈负载;方案二进一步要求每个用户反馈瞬时信道矩阵的最大奇异值,只有该值大于某个预设门限的子信道才有可能被发射机选择,排除了较差的子信道.仿真表明,当发射天线的离开角角度扩展较小的时候,这两个方案以较小的性能损失大大减小反馈量.     

多用户MIMO系统中结合天线选择的协同差分空时传输方案

针对多用户多入多出(MIMO)系统中存在部分信道估计困难的情况,提出了一种新的协同差分空时传输方案。在此方案中引入了一种简单的自适应放大转发中继协议,该协议在中继节点结合了接收选择合并和发送天线选择,仅需要部分信道状态信息(CSI)。得出了最大似然差分检测方法,分析了系统的成对码字差错概率(PEP)性能。仿真结果显示,在相同收发天线数、功率及频谱效率条件下,所提方案比点对点MIMO系统中的差分传输方案获得了更高的分集增益和更好的误比特率(BER)性能。且在高信噪比情况下,还优于采用相干检测的非协同Alamouti传输方案。     

一种V-BLAST系统的高性能联合检测算法

提出V-BLAST(Vertical Bell Labs Layered Space-Time)系统的一种新的联合检测算法,先通过迫零(ZF)或最小均方误差(MMSE)算法初步检测,粗判决得到包含nT层信号的初始解向量,然后在信号解空间中找到与初始解有最小错误距离的nT个解向量,最后用最大似然(ML)算法从这nT+1个解向量中找出最优解.以QPSK调制方式为例,计算机仿真验证了在准静态平坦衰落信道中新算法的检测性能,与ZF和MMSE算法比较,该算法能明显提高系统性能,在4×4的MIMO系统中,当误码率在10-2数量级时可以获得6dB左右的增益,而且新算法比ML算法的复杂度低很多.     

多业务CDMA通信系统联合功率控制

结合多用户检测技术,对于多业务CDMA移动通信系统的上行链路功率控制问题,提出了一种联合功率控制算法。考虑实际系统可能存在负载过重情况,按照业务优先级,逐步切除过载用户,以满足其他用户的QoS。对三类业务进行了仿真研究,表明所给出的联合功率控制算法比传统的功率控制算法节省用户的发射功率,可以支持更多的用户接入小区,增加系统容量。