RZF预编码与MMSE-SIC检测联合的大规模MIMO系统预编码设计算法

研究了大规模多输入多输出(MIMO)系统的预编码设计算法。针对大规模MIMO系统通常利用增加用户天线数来提高系统频谱效率的方法会导致用户间干扰增大,从而对系统性能产生负面影响的问题,提出了一种将正则化迫零(RZF)预编码与最小均方误差-串行干扰消除(MMSE-SIC)检测相结合的改进算法。该算法通过在基站端采用RZF预编码对信号进行预处理以平衡用户间干扰和噪声干扰的影响,继而在接收端运用检测性能优异的MMSE-SIC算法来进一步减轻信号中的干扰,从而达到提升系统容量的目的。实验结果表明,这种将RZF预编码与MMSE-SIC检测相结合的改进算法,在用户间干扰较大时具有较好的适用性,且在完全已知和未完全已知信道状态信息情况下的频谱效率均优于传统RZF算法。     

毫米波大规模MIMO系统波束选择方案的设计

针对毫米波大规模MIMO系统采用全数字预编码时,所需射频链路数量过多而导致能量消耗高的问题,提出了一种基于透镜的波束选择方案。该方案首先通过分析用户受干扰的可能性,将所有的用户分为干扰用户组和非干扰用户组,然后对于非干扰用户,直接利用最大功率准则进行波束选取,而对于干扰用户,则通过低复杂度增量算法选择合适的波束使系统和速率最大化。仿真结果表明,在有效减少系统所需射频链路数量和降低计算复杂度的基础上,该方案的系统和速率能够达到接近全数字预编码方案的水平,并且能够获得更高的能量效率。     

基于ZF-DPC机制的多天线下行系统的自适应调制

以系统总速率最大化为目标，基于迫零污纸编码（ZF-DPC）机制提出了MIMO多用户下行系统的一种保障用户QoS的自适应调制方案。根据这一方案，基站应用空分多址接入（SDMA）同时支持多个用户；针对污纸编码（DPC）的极高复杂度，利用次优的ZF-DPC消除用户间的干扰；在理想信道信息情形下实现可变速率可变功率自适应调制。考虑到最优算法的高复杂度，提出了两种可应用到实际系统的低复杂度次优算法。仿真结果表明，次优算法在极大降低系统复杂度的同时，总速率比较接近最优算法的性能。     

FSO中分层空时编码的串行干扰消除算法

自由空间光通信(FSO)中的分层空时编码(LST),能极大地提高系统的传榆速率,但误码率较大,严重影响光通信系统的可靠性.在分析了光强起伏的特性之后,建立了湍流信道中多输入多输出(MIMO)信道的模型;提出了采用串行干扰消除算法来完成FSO中分层空时编码译码的方法,并和线性译码算法的性能进行了对比.最后,利用仿真实验进一步验证了该方法的可行性.结果表明:在FSO中,采用串行干扰消除译码算法时的误码性能明显优于线性译码算法的误码性能.     

OFDM削波噪声迭代消除算法

高峰均功率比(PAPR)的OFDM信号通过功率放大器的时候会产生非线性干扰,同时降低了放大器的工作效率。传统削波算法可以降低信号的PAPR,但是会带来较大的频谱扩展。作为一种新的削波算法,误差削波可以在降低OFDM信号PAPR值的同时不带来任何频谱扩展。但是这种削波会给信号带来更大的带内干扰噪声。提出了一种OFDM削波噪声迭代估计和消除算法,它能有效的消除由于误差削波带来的噪声。新方法通过建立削波噪声模型,在接收端根据该噪声模型用迭代的方法重新产生削波噪声。仿真结果表明,使用削波噪声消除算法后,使得系统的误码率性能接近未削波信号的水平。     

大规模MIMO系统的全导频RZF预编码方法

研究了大规模多输入多输出(MIMO)系统的预编码。针对小区间干扰和导频污染会对预编码的有效性产生较大影响的问题,提出了一种改进的全导频正则化迫零(RZF)预编码方法。该方法通过将有限的正交导频信号分配给小区用户来对预编码矩阵中的信道向量进行优化,得到优化后的全导频正则化预编码矩阵,并依此推导出新的包含导频污染函数和用户干扰函数的和速率表达式。另外,综合考虑基站天线数、用户数以及导频重用因子,优化其配置关系,从而用较少的用户信息和更高的导频重用因子来抑制更多的小区间干扰,有效地提升系统性能。实验结果表明,这种改进的RZF预编码算法能够较好地提高系统容量,在完全已知信道状态信息(CSI)和未完全已知CSI两种情况下的频谱效率及和速率均优于传统的RZF方法。     

5G通信中基于混合波束成型的多用户MIMO调度算法研究

大规模多输入多输出(MIMO)技术是5G通信的核心技术之一,信号多入多出可以有效提高通信传输中的频谱效率与用户的通信质量。本文从用户下行信道与通信向量函数2个维度阐述了信道有效传输原理,并基于此设计了一种毫米波MIMO混合波束成型模型。文章分析了毫米波混合波束成型模型设计原理、实现步骤及算法复杂度情况,并利用混合波束成型模型设计了多用户MIMO调度的具体实现方法;基于模型确定出双向交替优化MIMO系统的发射端和接收端子阵列的天线加权矢量,给出数字模拟混合波束成型的算法方案,最终实现多用户MIMO的均衡调度。仿真结果表明,所提出的调度算法具有收敛速度快、计算复杂度低、基带传输效率高等优势。     

符号检测辅助的最大信干噪比干扰对齐算法研究

在K×K用户多输入多输出(MIMO)通信系统中,提出了一种符号检测辅助的最大信干噪比(SDA-MAX-SINR)干扰对齐(IA)算法。首先利用传统最大信干噪比(MAX-SINR)干扰对齐算法检测接收信号,其次直接利用检测的接收信号,基于最大信干噪比准则迭代计算接收端干扰抑制矩阵和发射端预编码矩阵。仿真结果表明,与传统的最大信干噪比干扰对齐算法相比,文中所提出的符号检测辅助的最大信干噪比干扰对齐算法在系统的均方误差(MSE)和误码率(BER)上的性能均有明显的改善。     

基于多小区协作分布式波束选择算法

针对多天线蜂窝系统中小区间干扰带来的性能损失,研究了使用多小区协作波束选择来减少小区间干扰,提出了可在各个小区独立实现的分布式波束选择算法。该算法首先使小区之间相互交换用户的信道状态信息,之后每个小区基于本小区以及邻小区用户的信道状态信息来估计所有用户的信干噪比,最后选择能够最大化信干噪比乘积的波束。分析表明,在两小区模型下该算法的性能接近最优波束选择算法,同时复杂度大大降低。经仿真结果验证,在多天线蜂窝系统中使用分布式波束选择算法,可以在不影响用户公平性的基础上显著提高系统平均速率。     

一种稳健的水声MIMO通信系统调制技术

作为一种极具潜力的高速水下通信技术,基于VBLAST（贝尔实验室垂直分层空时）编码调制的水声MIMO通信技术,借助于空间复用,可在不增加系统带宽的条件下成倍提高数据传输速率。但由于同时受到同频干扰及多径干扰的影响,当信道多径扩展严重时,基于VBLAST调制的水声MIMO通信系统性能下降严重。为此,提出一种新的调制技术,该技术通过将各层信号调制到彼此正交的子载波上,可完全消除同频干扰,从而有效改善系统误码性能,显著提高系统的稳健性。仿真结果证明了所提调制技术的良好性能。     

Coordinated multi-point transmission technique in TDD cellular mobile system

小区间干扰是影响未来蜂窝移动通信系统性能的主要因素,如何克服小区间干扰成为系统设计的关键所在。多点协作传输技术通过控制相邻小区之间的干扰,并将原本是干扰的信号转变为有用信息,从理论上突破了单点非协作系统的干扰受限容量,实现了链路可靠性的提高和传输速率的增加。多点协作技术传输技术被认为是降低小区间干扰、提升小区边缘吞吐量和系统吞吐量的更本质更有效的技术。TDD蜂窝移动通信系统中实现多点协作传输技术具有天然的优势：多点协作所需的大量的信道状态信息在TDD系统中通过上下行信道的互易性可以很容易的获得。本文对TDD系统实现多点协作传输的方案以及可能遇到的问题进行了分析,并通过系统仿真结果证明了两者结合所能带来的性能增益。     

基于VBLAST的水声MIMO高速通信技术研究

为实现高速水下通信,提出了一种基于VBLAST（贝尔实验室垂直分层空时）编码的水声MIMO（多输入多输出）通信技术。该技术通过在发射端和接收端同时采用多个阵元进行多发多收,借助空间复用,可有效解决水下通信系统带宽资源缺乏的难题,使系统在不增加带宽的条件下成倍提高数据传输速率。在水声MIMO通信系统的接收端,提出采用带有二阶数字锁相环、基于自适应空时判决反馈均衡的相干解调技术。该技术可有效克服水声MIMO信道中的多径干扰及同频干扰,且能自适应跟踪信道变化。仿真及湖试结果证明了所提水声MIMO高速通信技术的良好性能。     

认知无线电系统的动态双门限协作能量检测算法

认知无线电系统中,认知用户间协作检测有利于提高频谱检测的准确性。基于OR(或)协作方式和多门限能量检测算法,提出了一种动态双门限协作能量检测算法,并根据认知用户接收到的主用户信噪比确定检测门限。理论分析和仿真结果表明,该算法可以有效提高频谱检测概率,降低系统漏检概率。     

支持认知网络带宽共享的混合网络干扰对齐系统

本文提出一种混合网络干扰对齐消除系统,可支持认知无线网络共享带宽,给出了混合网络干扰对齐消除系统的编码向量和解码向量确定算法。所提出的混合网络干扰对齐消除系统的主用户和认知用户接收机无需联合解码,共享带宽时的认知用户可通过本文算法消除,仿真结果验证了本文提出的系统和算法的有效性。     

基于簇间干扰消除的静态基站协作策略

在分析了上行链路静态分簇基站协作策略及动态分簇基站协作策略的基础上,提出了一种基于簇间干扰消除的静态基站协作策略.运用此策略时,协作基站采用线性波束成型或连续干扰消除技术,对邻簇的边缘用户进行干扰抑制,有效地消除簇间干扰；对簇内用户采用线性波束成型,抑制簇内多用户间的干扰.仿真表明,此策略性能优于单小区处理策略和静态分...     

基于MIMO技术轨道角动量光通信系统的优化设计

随着时代的飞速发展,传统通信系统的容量已经无法满足目前的需求。MIMO体系下的涡旋光通信可以使信道容量扩大,从理论上OAM通信可以发射无限的正交信号,从而突破带宽限制。基于MIMO技术的OAM光通信系统,运用了均衡算法,使误码率减小,达到均衡的目的。该文的主要介绍的是运用MATLAB构建了一个基于MIMO技术轨道角动量的光通信系统。     

一种自适应噪声抵消系统的仿真与设计

自适应噪声抵消系统是基于自适应滤波原理的一种扩展,它能从被噪声干扰的环境中检测和提取有用信号,抑制或衰减噪声干扰,提高信号传递和接收的信噪比质量。研究常用噪声消除算法,并仿真验证系统设计和所选自适应算法的可行性,最后应用DSP技术设计一个自适应噪声抵消系统,使其能消除含噪语音信号中的背景噪声,达到提高语音信号质量的目的。     

基于毫米波大规模MIMO的分离型子阵列混合波束成形算法

针对大规模MIMO系统中共享型阵列混合波束成形算法结构复杂和耗能较高的问题,提出了基于毫米波大规模MIMO的分离型子阵列混合波束成形算法。该算法采用分步设计的思想,首先根据模拟预编码矩阵的结构特点将天线阵列分解为多个独立的子阵列,并且依次设计每一个天线子阵列的预编码矩阵;然后在模拟预编码矩阵的基础上,采用标准的凸优化算法设计出数字预编码矩阵。仿真结果表明,本文所提算法能够达到较好的频谱效率,同时其能量效率要优于全数字波束成形算法和共享型阵列混合波束成形算法。     

基于列正交变换实现串行干扰消除的MIMO检测算法

针对用于多输入多输出（MIMO）通信系统检测的按序QR分解（SQRD）算法在多径瑞利慢衰落信道中检测误码率较高的不足,提出了一种基于列正交（CO）变换的串行干扰消除（SIC）算法——COSIC。该算法对信道矩阵按列正交变换,避免了求上三角矩阵的运算,并且在判决信号过程中,将先判决出的信号通过信道后的输出向量作为干扰进行消除,在略微增加系统时间复杂度的基础上,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的仿真实验证实,与传统的SQRD算法相比,所提算法误码率显著下降．系统检测性能明显改善。     

一种新的水声MIMO空时频编码技术

基于贝尔实验室垂直分层空时编码（Vertical Bell Labs Layered Space-Time,VBLAST）的水声多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）通信技术,通过充分开发空间资源,可在不增加系统带宽的条件下成倍提高数据传输速率,是一种极具潜力的高速水下通信技术。但由于其接收信号中同时含有同频干扰及多径干扰,当信道多径扩展严重时,其性能下降严重。为此,提出一种新的空时频编码技术,该技术通过将各层信号调制到彼此正交的子载波上,不但可在接收端完全消除同频干扰,同时还能获得频率分集增益,从而使水声MIMO通信系统的性能获得极大改善。仿真及湖试结果证明了其有效性。