MIMO-MC-CDMA系统分层空时非线性预编码

针对垂直分层空时方案（VBLAST）传统检测存在误层传输效应及复杂度高的问题,提出了一种多用户MIMO-MC-CDMA下行链路系统中基于QR分解的VBLAST非线性模代数预编码算法,该算法首先采用QR分解获得预编码矩阵,然后在发射端MC-CDMA子载波信道间进行非线性模代数THP预编码,可以有效地消除分层空时码的误层传输效应。在接收端采用迫零与最小均方误差准则,降低了下行接收机的复杂度。仿真结果表明,提出的算法比传统检测算法有效改善了系统的误码性能。     

一种稳健的格基规约非线性预编码算法

为解决THP预编码在信道矩阵不理想情况下误码率较高的问题,提出了一种在MMSE准则下改进的格基规约THP预编码算法。该算法在原有格基规约THP算法基础上进一步改造用户信道矩阵,使其尽可能满秩,从而增加系统鲁棒性。仿真结果表明,该算法相对原有算法在10d B信噪比之后误码率性能得到提升,性能提升了约3d B。     

基于Alamouti编码的协作频谱检测性能分析

针对感知无线电系统的频谱检测问题,设计Alamouti空时编码与时分多址方式相结合的协作通信上报方案,并对其检测性能进行分析。推导系统误告警概率、漏告警概率和误告警概率下限的理论表达式。分析结果表明,该方案的上报误码率会随本地用户交互信道质量的改善而下降,编码增益可达3 dB以上,系统误告警概率的下限降低。     

基于非线性预编码的多载波分层空时检测方法*

该文针对多载波分层空时方案传统检测存在误层传输效应及复杂度高的问题,提出了一种基于非线性预编码的多载波分层空时检测方法。该方法首先对反馈信道状态信息采用几何均值分解获得各子信道具有相同等效噪声增益的预编码矩阵,再在发射端多载波CDMA子载波信道间进行非线性模代数THP预编码,可以有效地消除传统分层空时检测的误层传输效应,在接收端分别采用迫零与最小均方误差准则,降低了下行接收机的复杂度。文中对该方法的性能进行分析并仿真,仿真结果表明本文所提出的方法比传统方法有效改善了系统的误码性能,并在一定程度上降低了接收机的复杂度。     

不同信道条件下MIMO空时编码技术的特性分析

为了分析多输入多输出（ MIMO）空时编码技术在不同信道条件下的性能优劣,研究了无线信道的衰落统计特性,对比了在Rayleigh信道、Rician信道和Nakagami信道条件下,正交频分复用空时块编码（ STBC-OFDM）、垂直空时分层码（ V-BLAST）及空时格型码（ STTC）的系统误码率。通过仿真分析结果表明：STBC-OFDM系统在衰减指数为5的Nakagami信道条件,系统误码率最低,Rician信道次之,Rayleigh信道最高,而且当系统误码率为10－3时,其所需的信噪比（ SNR）分别为7,9,11 dB;但对于V-BLAST和STTC系统,随着信噪比的增加,不同的信道条件对系统误码率的影响各有优劣。     

基于格基缩减的MU-MIMO下行传输策略

块对角化（Block diagonalization, BD）预编码算法通过两次奇异值分解实现多用户间干扰消除并将下行多用户多输入多输出（Multi-user multiple-input multiple-output, MU-MIMO）信道解耦成多个独立 的单用户MIMO（Single-user MIMO, SU-MIMO）信道,但其计算复杂度也随着用户数量和矩阵维数的增加而增加 。在MU-MIMO下行系统中,提出基于格基缩减的改进块对角化传输策略,将BD算法的第2次奇异值分解替换为基于格基缩减的线性检测,可得到比传统BD传输策略更好的误码率性能以及更低的计算复杂度。     

MIMO信道中基于功率分配的SLNR预编码算法

为了消除或降低多用户MIMO系统下行链路存在的共信道干扰（ CCI）,提出一种结合功率分配的基于最大化信漏噪比（ SLNR）的预编码算法。首先,根据SLNR算法求出最优预编码矩阵,再结合最优功率分配算法,借助拉格朗日乘数法,优化分配每个用户的发送功率,从而提高系统和容量以及降低误码率（ BER）性能。为了简化计算复杂度,还提出了SLNR算法结合次优化功率分配算法。仿真表明,所提出的算法比块对角化（ BD）算法和最小均方误差准则（ MMSE）算法在系统和容量以及误码率性能上都有所改善。     

宽带MIMO电力线系统有限反馈预编码方法*

多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)宽带电力线通信(power line communication, PLC)系统中由于电磁耦合存在共信道干扰,从而限制系统信道容量性能。针对该问题,提出一种基于量化反馈的预编码算法。首先利用两个相位角对预编码矩阵进行参数化,通过对相位角均匀量化形成预编码码本;其次采用弦距离准则从码本中选取最优码字。最后基于数据流的子载波映射信息,提出一种新的功率分配方案。仿真结果表明,该算法利用码本索引可有效降低反馈开销,同时结合新的功率分配方案可有效降低系统误码率、提升系统吞吐量。     

MIMO系统的正则块对角化迫零矢量预编码设计

为了进一步减少多用户MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)下行传输系统的误码率,提出了正则块对角化迫零矢量预编码设计(RBD-ZF-VP)。该方法利用正则块对角化预编码(RBD)和矢量预编码(VP)的优点,在原有MIMO系统RBD预编码的基础上,将RBD预编码的矩阵转变成信道等价矩阵,然后利用迫零(ZF)准则求出VP的扰动矢量,再将扰动矢量加到原有信号上构成新信号向量,接着对新信号向量进行处理。仿真结果表明,该方案支持多用户多天线MIMO传输系统,与传统的块对角化(BD)预编码和RBD预编码相比,有效地提升了系统性能,具有显著的系统误码率性能优势。     

基于几何均值分解的V-BLAST非线性预编码方法

针对垂直分层空时方案传统检测存在误层传输效应及复杂度高的问题,提出了一种MIMO-OFDM下行链路系统中基于几何均值分解的V-BLAST非线性模代数预编码方法。该方法首先采用几何均值分解获得各子信道具有相同等效噪声增益的预编码矩阵,再在发射端正交频分复用(OFDM)子载波信道间进行非线性模代数预编码,可以有效地消除分层空时码的误层传输效应,在接收端采用最小均方误差准则。仿真实验表明,该方法比传统方法有效改善了系统的误码性能,一定程度上降低了下行链路接收机的复杂度。     

提高MIMO信道BER性能的干扰对齐方案

为提高多输入多输出(MIMO)X信道的比特误码率(BER)性能,提出一种干扰对齐方案。在发送端将数据按照Alamouti编码方案重复发送,在接收端通过重新配置天线工作模式改变信道系数,构成具有正交结构的等效信道矩阵,通过矩阵运算消除干扰,并采用低复杂度的PIC群译码算法进行译码。仿真结果验证了该方案的有效性。     

一种利用预编码抑制多用户MIMO-OFDM系统中ICI的方法

研究利用基于信漏噪比(SLNR)的预编码来减小多用户MIMO-OFDM系统中的子载波间干扰(ICI)。给出了预编码的多用户MIMO-OFDM系统的链路模型,在此基础上得出了相应的预编码矩阵算法,利用建立的链路模型进行性能仿真。仿真结果表明,采用SLNR预编码方案后的MIMO-OFDM系统中ICI干扰明显减少,误码率有很大的降低,同时该方法还降低了接收机的复杂性,因此特别适合下行链路。     

MU-MIMO系统的用户调度和预编码联合优化

提出了一种有限反馈下多用户MIMO下行链路中用户调度和预编码的联合设计方法。在该方法中,每个用户向基站反馈自己希望的预编码向量序号,以及量化误差和自己信道的最大奇异值这两个标量。基站根据估计的信干噪比,选取信干噪比最大的一个用户,利用该用户反馈的预编码向量来生成一个预编码矩阵。基站继续逐个地选择其他用户,选择的准则是用户的信道能更好地匹配这个生成的预编码矩阵中的向量。该方法同时解决了多用户MIMO系统中,用户调度和预编码向量的设计这两个问题,属于一种跨层设计。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

Spatial correlation based channel compression feedback algorithm for massive MIMO systems

Aiming at the non-linear structure of massive multiple-input multiple-output (MIMO) channel data, this paper proposes a channel state information (CSI) compression feedback algorithm based on Laplacian Eigenmaps (LE) non-linear processing for massive MIMO uniform linear array. The spatial correlation of the channel array determines the Laplacian matrix, and the channel compression matrix is obtained by Laplacian matrix eigenvalue decomposition. The simulation results show that the proposed LE algorithm can reduce the feedback overhead, and its bit error rate (BER) performance is better than that of the discrete cosine transform (DCT) sparse compression algorithm. In addition, the proposed LE algorithm computational complexity is higher than DCT, and lower than principal component analysis (PCA) and Karhunen-Loeve transform (KLT) algorithms, but the LE algorithm can achieve higher feedback accuracy when the feedback overhead is slightly lower than DCT.     

基于不完全信道状态信息的多用户MIMO中继系统预编码算法

针对上行多用户MIMO中继系统，在信道存在反馈延迟及估计误差的条件下，以误比特率(Bit error rate, BER)为优化目标，提出了基于最小均方误差(Minimum mean?squared error, MMSE)准则的预编码算法。所提算法将求解发射端、中继节点、接收端矩阵的复杂非凸问题分解为3个独立的子优化问题，发射端的用户配备单天线且服从空间独立分布，先确定发射端预编码矩阵，将求解中继矩阵的凸优化问题转化为半正定规划(Semi?definite programming, SDP)问题，采用CVX工具箱求解，接收端处理矩阵通过线性搜索法求解，最后采用联合迭代法得到各节点矩阵的最优解。仿真结果表明，所提算法能有效改善系统的误比特率性能。     

无线携能通信系统中基于人工噪声的波束成形算法研究

在存在多天线窃听者的情况下,研究了无线携能通信系统的物理层安全传输问题。传统上,人工噪声方案是一种保证物理层安全通信的有效策略。因此,提出了一种人工噪声辅助的波束成形算法,以提高信息与能量联合传输的安全性。该算法在满足多项约束（接收端能量采集门限、信息泄漏控制指标和发送功率）的基础上,通过优化波束成形预编码矩阵和人工噪声实现无线携能通信系统的物理层安全通信。在数学上该算法是一个非凸优化问题,不易求解。为此,首先引入最小均方误差接收算法和连续凸近似方法将其转换为凸的二阶锥规划子问题,然后对该凸问题进行迭代求解。仿真结果表明,该算法能够在保证窃听者无法解码信息的同时,实现信息和能量的联合传输,并且算法收敛速度快。     

一种改进的排序QR分解MIMO检测算法

提出了改进的排序QR分解MIMO检测算法,并对其性能进行了分析．该算法针对系统采用排序QR分解检测算法时误码率较高的不足,对信道矩阵按列进行正交变换,避免了求信道矩阵的上三角矩阵,并且仅对信道矩阵按列2—范数模值由小到大进行1次排序．在检测过程中,采用了并行处理的思想,将部分判决信号进行反馈,同时消除接收信号中的干扰,使系统检测性能得到了明显改善．在多散射物的无线通信环境下进行了仿真实验,结果表明,与传统的SQRD算法相比,所提算法在计算复杂度略微下降的情况下,检测性能得到提升．     

空间相关信道下大规模MU-MISO系统频谱效率分析

针对大规模MU-MISO系统中频谱效率受信道和功率分配的影响,研究在空间相关信道下的频谱效率问题。首先通过发射信号的波程差确定导向矩阵得出用户发射相关矩阵,并结合大尺度阴影衰落和具有高斯分布的散射环境,建立空间相关信道;然后基于空间相关信道,通过预编码减少多用户之间的干扰,并仿真预编码对频谱效率的影响;最后在发射功率受限、各用户接收信号具有一定信干比场景下提出一种功率分配算法,使得系统的频谱效率总和最大化。仿真结果表明,在空间相关信道下RZF预编码的频谱效率优于MRT预编码频谱效率;与平均功率分配方式相比,提出的算法在频谱效率有了明显的提升,并具有较强的理论价值和实践意义。     

一种基于MIMO预编码的多径分离方法

针对选择性MIMO信道多经分离问题,提出了一种基于预编码的收发联合设计方案。该方案中的每路发射矢量及其解码矩阵处于其他时延信道的共同零空间,把选择性信道多径分离为空间正交的若干平坦子信道,从而使平坦信道的预编码研究成果可以直接应用于选择性MIMO信道,解决了传统Z域处理中未消除ISI的问题,复杂度为Z域方法的L(多径数目)倍。仿真结果表明,该算法具有较好容量性能和误码率性能。