新型准正交空时分组编码预编码的设计

为了改善准正交空时分组码的MIMO系统的性能,该文提出了将准正交空时分组码和预编码矩阵相结合的方法．信息在经过准正交空时分组码编码后,需经过线性预编码矩阵处理后才从发射天线发送,并且应用一种性能优于一般准正交编码的新型准正交分组码．预编码矩阵设计利用了MIMO信道的非零均值矩阵和相关矩阵,并采用成对差错概率（PEP）作为其最优设计准则．仿真表明,相对于未经过预编码矩阵的系统和一般准正交分组编码与预编码矩阵相结合的系统,新的编码方法的误码率性能有明显改善．     

多用户MIMO系统预编码的技术研究

预编码是一种应用于发射端以达到抑制多用户间干扰的预均衡方法。MIMO预编码技术可有效防止误码扩散,大大降低接收端的复杂度。该文对多用户MIMO系统预编码的几种算法进行了研究,分析了其各自的优缺点,并提出了改进方法。其中包括迫零（ZF）线性预编码、块对角化（BD）线性预编码、最小均方误差（MMSE）线性预编码及信漏比（SLR）线性预编码。     

多用户多输入多输出系统下行链路的线性预编码和功率分配

针对下行链路多用户多输入多输出(MIMO)系统,提出了一种简单的联合预编码和动态功率分配的方法.该方法把复杂的联合线性预编码设计和功率分配的优化问题分解成两步实现,简化了问题的求解.首先求解线性预编码,然后在此基础上,通过优化不同用户的功率分配,使各用户的信干噪比(SINR)相同且最大化,改善了的系统的误码率(BER)性能.仿真表明,所提出的方法与现有的方法相比,可以获得较大的信噪比(SNR)增益.     

大规模MIMO网络中基于时间反演的预编码技术

针对大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)网络中随基站天线数目与用户终端数目增多而引发的用户间干扰(inter user interference,IUI)问题,提出一种面向大规模MIMO的时间反演(time reversal,TR)预编码抗干扰技术。该方法在MIMO系统中先后历经信道探测、多径信道建模、干扰信道分析以及信道预编码矩阵设计,实现时间反演预编码信号在多径信道中IUI抑制传输,一方面在时间反演技术基础上进行信道优化,利用时间反演技术的时空聚焦性实现能量聚焦;另一方面利用迫零预编码技术降低大规模MIMO系统中用户间干扰与共道干扰。MATLAB仿真结果验证了基站天线数目、用户端终端数目对于大规模MIMO系统性能的影响,结果证明,时间反演预编码抗干扰技术可以使平均误比特率减小,并显著提高信干噪比和大规模MIMO系统的可达速率。     

基于STBC-OFDM的非协作虚拟MIMO传输策略

针对多用户配对虚拟MIMO(multiple input multiple output)安全性差、对信道估计器依赖性强的问题,在分析理想MIMO系统和多径SISO(single input single output)系统本质关系的基础上,提出一种基于空时分组编码STBC(space-time block coding)和正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的非协作式虚拟MIMO传输策略.在发送端,为了获得最佳发射分集增益,利用信道循环矩阵奇异值分解(singular value decomposition,SVD)后得到的左酉矩阵进行预编码;在接收端,为了获得平行子信道传输效果,提出一种基于低复杂度线性STBC译码和傅里叶变换预解码的非协作虚拟MIMO接收方案.该虚拟MIMO在收发两端均无需信道瞬时信息,以非协作方式在单天线内模拟多天线收发效果.仿真分析结果表明该虚拟MIMO系统能有效逼近实际理想MIMO的系统容量和误比特率性能,显著降低了虚拟MIMO系统的检测门限.该结果验证了其有效性和优越性.     

多用户MIMO系统中连续块对角化预编码算法

块对角化(BD)预编码是多用户MIMO(MU-MIMO)系统下行链路中广泛采用的线性预编码方案.当用户有多路数据流时,传统的BD预编码存在数据流间等效信道增益不平衡的问题.该文基于BD预编码算法,提出连续BD预编码(SBD)算法.新算法考虑天线间干扰提出新的干扰矩阵构造方法,连续地计算每根接收天线所对应的预编码矩阵.SBD预编码减小了由BD预编码引起的每个用户多路数据流之间有效信道增益的差距,提高了用户的平均误码性能.发射机采用空间分集的发送策略时,接收端进行合并,与BD算法相比,能够获得更多的分集增益.计算机仿真表明,在{2,2}×4的MU-MIMO系统中,当误码率为10~(-3)时,所提算法与现有BD算法相比,获得约2dB的性能增益.     

MIMO-OFDM 系统空时分组编码性能仿真与分析

正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）技术是解决未来宽带无线通信系统中多径衰落信道和带宽效率两大技术难点的关键技术。分析了 MIMO 系统模型和空时分组码（SBTC）的编解码原理，建立了基于SBTC 的 MIMO-OFDM 的系统模型，并对其性能进行了仿真分析。仿真结果表明，空时编码与 MIMO-OFDM 的结合，能够充分利用空域、频域、时域分集，有效地改善系统性能。     

多用户MIMO中基于SLNR预编码的动态功率分配

在多用户MIMO系统中,基于信漏噪比（SLNR）的预编码由于同时消除了共信道干扰（CCI）和噪声而提高了系统性能。由于各用户的信道衰落不相同,信道质量的好坏直接影响了系统的性能。使用了一种动态功率分配算法,在SLNR预编码的基础上乘以功率分配系数,进一步改善系统性能。仿真结果说明了基于SLNR的预编码优于迫零（ZF）预编码,且采用动态功率分配后系统性能得到了进一步改善。     

多小区MIMO系统中的一种有限反馈预编码干扰抑制技术

针对多小区MIMO系统中的干扰问题,提出了一种新的具有有限反馈特性的预编码干扰抑制技术.该技术在各发送端采用独立的线性预编码技术对干扰进行有效抑制,并且为了降低反馈信息量,在接收端利用子空间分集理论对干扰子空间进行量化,从而实现了系统的有限反馈.理论分析和仿真结果表明,该方法能够有效地抑制小区间干扰,提高系统的性能;同时本方法具有较低的系统复杂度,极大地节省了反馈所带来的系统开销.     

基于不完美发送端信道状态信息的多输入多输出系统线性预编码传输方案

空时分组码和线性预编码可显著提高多输入多输出系统的性能,但空时分组码性能易受天线相关性的影响,线性预编码性能易受发送端信道状态信息(CSIT)误差的影响.提出一种空时分组码与线性预编码级联的方案,可在相关天线组和不完美的CSIT条件下,获得良好的性能增益.     

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…     

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.     

LTE-A协同通信链路部分信道预编码传输

为了实现协同传输系统上行链路源和中继上的预编码传输,并与空时分组码相结合来改善实际传输的性能,使用一种基于迫零算法的预编码方案.针对迫零算法功率效率低的问题提出了一种基于接收信噪比最大的非完全信道预编码,得以将传统MIMO系统中的预编码技术运用于协同通信系统中.链路级仿真结果表明,在源端及中继端采取预编码处理并与空时分...     

光MIMO-OFDM预编码矩阵优化

由于水下非成像光多输入多输出正交频分复用(multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)通信系统采用强度调制-直接检测的通信方式,缺失频率和相位分量,不同光源的光束在接收端相互叠加,因此其信道相关性强,误码率(bit error rate,BER)高。针对这一问题,提出一种基于非成像光MIMO-OFDM接收信号欧氏距离的预编码算法。假设发送端预知信道状态信息,在满足光信号非负性和总功率受限的约束下求解最优预编码矩阵,通过对不同光源分配不同的功率实现最大化接收信号的最小欧氏距离。系统发送端通过预编码矩阵对信号进行预编码,接收端通过最大似然方法对最大化欧氏距离的接收信号进行解码。仿真结果表明,与基于奇异值分解的光MIMO预编码算法相比,提出的算法在总功率不变的前提下,进一步降低了非成像光MIMO-OFDM系统误码率。     

Linear Precoding Design for MIMO-PLC Systems

In this paper, we consider the design of linear precoding in Multiple Input Multiple Output(MIMO) Power Line Communication(PLC) systems with finite-alphabet input. First, we derive mutual information of MIMO-PLC systems with impulsive noise. Considering the non-concavity of the objective function and the low-cost requirement of PLC systems, we choose the lower bound of the mutual information as the objective function. Subsequently,we propose a novel approach to design the precoding scheme to reduce computational complexity. Specifically,our work primarily includes the following two contributions:(1) We design the right unitary matrix that is a product of two fixed unitary matrices, which only depends on the modulation mode. Hence, the results can be saved and require less computations.(2) For the power allocation matrix, we first reduce the space of power allocation using constraints of the optimal power allocation policy. Consequently, we propose a non-linear search method to obtain the optimal power allocation in small space. In regards to the computational complexity of the analysis, we conclude that the proposed precoding matrix design scheme has low complexity and is easy to implement. Moreover, the numerical results are proven to demonstrate the performance of the proposed precoding design scheme.     

Optimal Multipoint-to-Multipoint Transceiver Design with Massive MIMO Relay Station in OFDM Systems

Based on massive MIMO(multiple-input multiple-output)multipoint-to-multipoint(M2M) systems,in order to avoid pilot contamination and improve the performance of capacity,a pilot training transmission scheme was designed for pilot decontamination by utilizing orthogonal subcarriers of OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) during pilot transmission phase and a joint optimized transceiver design for multi-antenna user pairs was proposed during the data transmission phase.The massive M2 M system included a single relay station,multiple paired source nodes and destination nodes.Source nodes precoding matrices and relay station precoding matrix were jointly optimized by maximizing the weighted sum-rate in OFDM systems.After some mathematical manipulation to sum-rate,the cost function of sum-rate was expressed as quadratic optimizing expressions which could be solved by regular convex optimization softwares.Different from existing algorithms,the proposed precoding design was based on massive MIMO OFDM systems with multi-antenna users pairs together pilot decontamination transmission arrangement.Simulations indicate the effectiveness of the proposed optimal precoding system.The proposed scheme not only can reduce pilot contamination,but also can improve performance of bit-error-rate(BER) as well as sumrate contrast to existing algorithms.In addition,it shows that the proposed M2 M massive MIMO system works steadily when the number of users increases in large scale.     

基于最小均方误差的多用户MIMO系统下行链路预编码

针对多输入多输出(multple input multiple output,MIMO)系统下行链路的迫零预编码方法在块对角化的基础上追求最大化系统和容量,而并未考虑接收信号的均方误差,从接收信号具有最小均方误差的角度设计了多用户MIMO系统的下行链路预编码的方案,称为块对角化最小均方误差方案。理论分析和仿真结果表明,该方案相较于迫零算法具有较小的接收信号均方误差及较好的误码率性能,并且保持了迫零算法绝大部分的系统和容量,它在系统误码率与和容量方面提供了一种较好的折中。