MIMO信道树形矢量量化编码反馈方法

为了进一步降低有限反馈系统的反馈量,提出了一种多输入多输出(MIMO)信道树形矢量量化编码反馈方法.对于具有时间相关性的信道,首先统计出在已知当前码字的条件下下一个码字出现的条件概率,然后根据条件概率进行条件熵编码,编码结果反馈到输入端进行波束成形.该方法利用树形码本提高最优码字的搜索效率,减少计算量;利用信道的时间相关性提高编码效率,降低反馈量.仿真结果表明,在具有时间相关性的信道中,采用所提方法能以较少的计算量和较低的反馈量获取与传统方案相近的系统性能.     

结合天线选择和索引组合映射调制的MIMO系统研究

空间调制是一种高数据速率、低复杂度的多输入多输出无线传输技术,因其发射天线被信息序列随机激活,若被激活的信道状态不佳将导致系统误码性能下降.于是,提出一种结合天线选择和索引组合映射调制的传输方案.该方案将传统空间调制的激活天线索引比特和星座符号索引比特组合映射为一个新的调制符号,结合天线选择算法确定最佳发射天线子集,将新的调制符号通过最佳信道进行传输.在算法实现过程中采用了奇异值分解和硬限制检测等方法降低计算复杂度.实验分别仿真了两种天线选择算法下的系统性能.结果表明,提出的方案比传统的空间调制系统具有更好的误比特率特性.     

放大转发OFDM中继系统的一种叠加导频辅助信道估计和联合数据检测算法

针对源节点和目的节点之间没有直接路径的放大转发(AF)OFDM中继系统,提出了一种利用叠加导频(SP)进行信道估计和联合数据检测的算法.该算法首先将接收信号通过白化滤波器进行信号白化,然后利用SP获得等效信道的信道状态信息(CSI)初始估计值,并联合目的节点上的最大比合并(MRC)接收机,通过判决反馈迭代操作不断改进信...     

一种基于自适应子空间跟踪与Jacobi算法的时变信道有限反馈预编码方法

提出了一种基于自适应子空间跟踪与Jacobi算法的时变信道有限反馈预编码方法.该方法针对无线信道的时变性,利用梯度算法自适应跟踪时变信道的发射预编码矩阵,同时考虑了反馈信道有限比率的反馈比特数,将Jacobi迭代算法应用于时变信道右奇异矩阵的跟踪,从而有效降低了每个反馈帧的反馈比特数.计算机仿真表明,在时变信道,该方法在降低反馈量的同时,还获得了比存在反馈延时的Grassmannian预编码方法更好的系统容量性能.     

基于最大化信干噪比的广播信道干扰消除算法

研究了广播信道分布式干扰消除算法的性能,提出了一种基于动态功率分配的多天线广播干扰信道对齐算法.该算法利用多用户多天线干扰信道相关矩阵的迹来计算分配功率,并采用最大化码流信干噪比的方法来得到预编码矩阵和接收滤波器矩阵.数值仿真表明,该动态功率分配算法与等功率分配算法相比,尽管低负荷下干扰对齐后的平均信干噪比增益不明显,但中、高负荷下其干扰对齐后的平均信干噪比大幅提高,特别是高负荷下可以解决等功率方法存在的信干噪比瓶颈效应.由于低负荷的应用需求并不强烈,因而该算法是一种实用的广播信道干扰消除方法.     

一种新的SEC/MRC混合合并技术的研究

针对分集合并通信系统在复杂度与性能之间一直存在矛盾的问题,提出了一种将切换检测合并(SEC)与最大比合并(MRC)相结合的新的混合合并方式,并对各分支为独立同分布(i.i.d.)的瑞利衰落情况进行了研究,给出了中断概率(OP)、平均输出信噪比(SNR)的闭合表达式,以及误码率(BER)的有限区间积分形式表达式。最后将这种SEC/MRC合并方式与MRC及广义选择合并(GSC)进行了比较,结果表明,SEC/MRC合并方式在减少信道接收机数量、降低系统复杂度的情况下,仍能达到很好的性能,具有良好的实际应用价值。     

广义索引调制系统的设计

广义空间调制-多输入多输出(GSM-MIMO)模型中传输天线组合由传输的信息序列随机激活,即会产生传输天线信道性能不理想的情况,将大大削弱系统性能.同时,在检测时因对所有组合情况进行遍历使复杂度呈指数上升.结合索引思想提出了广义索引调制技术(generalized index modulation,GIM),即在GSM系统的基础上将传输符号标记的索引与天线索引结合构造成新的传输符号,再利用天线选择算法传输.与GSM相比,解决了信道随机分配所带来的不良影,由于GIM构造符号的多样性传输速率有2比特以上的提高,同时接收端的检测复杂度在多天线时有50%的下降.广义索引调制更适用于衰落区分明显的传输信道.     

A joint iterative channel estimation and symbol detection algorithm for OFDM systems over time-varying channels

针对正交频分复用(OFDM)系统中由于信道快时变导致的子载波间干扰(ICI),基于基扩展模型,提出了一种时变信道下OFDM系统联合迭代信道估计与符号检测算法.该算法将基于基扩展模型的最小均方误差信道估计算法与一种类似于串行干扰抵消的符号检测方式相结合,并利用插值和滤波过程进一步消除噪声影响,进而通过联合迭代获得较为精确的符号检测结果.同时,利用带状矩阵近似降低算法的计算复杂度,在复杂度与算法性能之间取得比较好的折中.理论分析和仿真结果表明,在快时变信道条件下,这种新的联合迭代信道估计与符号检测算法可有效地提高系统性能.     

一种FBMC系统干扰分类预处理方案

为解决滤波器组多载波(FBMC)信道估计中导频符号所含虚部干扰的影响,提出了一种发送端导频周围符号的预处理方案。该方案利用干扰系数矩阵通过预消除导频邻域低功率符号的影响,来改善FBMC系统接收端信道估计的复杂度,将导频符号的干扰问题转换为对极少数几个高干扰系数的符号处理,并结合具体方案给出该预处理方案的适用情形,使得一些包括辅助导频法(AP)、编码法(Cod)在内的只可在原理上实现的方案可以直接在实际上得到应用。理论分析和仿真结果表明,当使用该方案后,传统基于离散导频估计FBMC信道所面临的问题都能得到有效解决,并且相对于其他改进方案,该方案进一步实现了频谱效率的优化。     

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。     

Optimisation of limited feedback design for heterogeneous users in multi-antenna downlinks

The authors study the problem of limited channel information feedback in multiple-input single-output (MISO) broadcast channels serving heterogeneous users. The heterogeneous users have different feedback channel capacities because of their physical constraints and limitations. Our objective is to design an optimised limited feedback strategy for multiple users by using a set of multi-resolution codebooks such that, under varying and quantised channel information feedback, the multiuser system can maximise its achievable sum rate. By exploiting the receive antenna combining technique, the authors further generalise the proposed scheme to the multiuser beamforming case with multi-antenna users. Finally, the authors verify the proposed scheme by numerical methods. Simulation results show that the sum rate performance for heterogeneous users can be effectively improved by using the proposed limited feedback scheme, which is optimised according to only statistic channel information of users.     

Efficient Gauss-Seidel Precoding with Parallel Calculation in Massive MIMO Systems

A number of requirements for 5G mobile communication are satisfied by adopting multiple input multiple output (MIMO) systems. The inter user interference (IUI) which is an inevitable problem in MIMO systems becomes controllable when the precoding scheme is used. In this paper, the horizontal Gauss-Seidel (HGS) method is proposed as precoding scheme in massive MIMO systems. In massive MIMO systems, the exact inversion of channel matrix is impractical due to the severe computational complexity. Therefore, the conventional Gauss-Seidel (GS) method is used to approximate the inversion of channel matrix. The GS has good performance by using previous calculation results as feedback. However, the required time for obtaining the precoding symbols is too long due to the sequential process of GS. Therefore, the HGS with parallel calculation is proposed in this paper to reduce the required time. The rows of channel matrix are eliminated for parallel calculation in HGS method. In addition, HGS uses the ordered channel matrix to prevent performance degradation which is occurred by parallel calculation. The HGS with proper number of parallelly computed symbols has better performance and reduced required time compared to the traditional GS.     

MIMO-OFDM系统中一种新的信道估计方法

提出了多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中一种新的信道估计方法.根据最小均方误差的准则,推导出了求解信道频率响应的方程,方程求解的运算量主要集中在一个矩阵的求逆上.对每一个符号,此矩阵是固定的,所以矩阵的求逆仅需计算一次,整个求解过程的运算量较低.计算机仿真给出了这种方法的归一化均方误差和误码率性能.仿真结果表明,本文方法在多普勒频移为60Hz和360Hz下,其归一化的均方误差值相当,表明本文方法可以在不同的移动环境中良好工作.在不同的数据调制方式和不同的多普勒频移下,本文方法的误码率性能优于最小平方算法,略差于线性最小均方误差算法,但复杂度大大降低.     

基于压缩感知的多中继协作通信系统稀疏信道估计算法研究

提出了一种基于压缩感知理论的多中继协作通信系统稀疏信道估计方法.采用正交匹配追踪（Orthogonal Matching Pursuit,OMP）压缩感知算法,对时域信道脉冲响应进行估计.对多中继协作通信系统进行稀疏建模;结合压缩感知理论构建观测矩阵,并给出卷积信道的稀疏表示;利用压缩信道感知算法重建了系统的卷积复合信道.仿真结果表明,与传统的最小二乘法（Least Square,LS）相比,采用压缩感知理论的信道估计算法,能利用较少的导频信号获得很好的信道估计性能,提高了频谱利用率.     

强非线性振动系统极限环振幅控制研究

研究一类强非线性振动系统极限环振幅控制。利用改进的多尺度法求解系统极限环振幅表达式；构造几类线性、非线性反馈控制器，获得反馈系数与极限环振幅的近似解析关系；通过选择适当的反馈系数，可对极限环振幅进行控制；讨论并比较不同控制器的控制效果；数值模拟结果验证了幅值预测的正确性与控制的有效性。对较大参数 仍具有较高精确度。     

拟牛顿优化BP网络盲判决反馈均衡器

针对水声通信严重多途效应导致的码间干扰,利用神经网络良好的非线性拟合能力,将盲判决反馈均衡器结构与神经网络相结合,同时通过拟牛顿算法提升神经网络的收敛速度,提出了一种拟牛顿优化神经网络的盲判决反馈均衡器。用两个单隐层误差反向传播（Back Propagation,BP）网络替换判决反馈均衡器前馈和反馈滤波器,利用拟牛顿迭代计算神经网络权值,在不计算二阶导数的前提下,使用近似矩阵来近似各层网络权值误差性能函数Hessian矩阵的逆矩阵,通过测量各层权值的梯度变化进行迭代计算。应用自动增益控制和锁相环进行幅度和相位修正。仿真结果表明,拟牛顿优化神经网络的盲判决反馈均衡器在水声信道均衡问题中具有更快的收敛速度及更低的误码率。     

一种用于多码CP-DS-CDMA系统的混合时频域均衡器

提出了一种新的用于基于循环前缀的多码直接序列扩频码分多址接入(CP-DS-CDMA)系统的混合时频域均衡器.该均衡器包括一个前向频域线性均衡器(FDLE)和一个反向时域线性预测器(TDLP).依据最小均方误差(MMSE)准则导出了该均衡器的最优系数,并证明了前向频域均衡器系数与反向时域线性预测器阶数无关,因此只需改变反向线性预测器的结构就可以灵活地调整系统性能.通过结合块交织处理,该均衡器能利用解扩后在符号级的判决结果,来增强反馈信号的可靠性.计算机仿真结果表明在多码CP-DS-CDMA系统中该均衡器比现有的频域线性均衡器有3dB的性能提高.     

基于全相位预处理的时域多重信号分类波达方向估计方法

低信噪比下,针对宽带短脉冲情况下频域多重信号分类(MUSIC)中噪声子空间估计不稳定问题,提出一种基于全相位预处理的时域多重信号分类波达方向(DOA)估计方法。①对线列阵接收数据进行分组处理;②按搜索角度对各组数据进行相移预处理,并对各组数据预处理结果进行相加,得到一组新数据;③对线列阵接收数据在时域构建相移后的协方差矩阵,在更短数据长度下,稳定实现噪声子空间估计,并依据估计出的噪声子空间含有的正交特性,通过单位矩阵加法器得到相应空间谱估计值,实现波达方向估计。数值仿真和实测数据处理结果表明,相比频域MUSIC方法,该方法有效提高了线列阵接收数据协方差矩阵中信号含有量和信噪比,能够在更短数据长度情况下实现对噪声子空间的稳定估计,具有较好的稳定性和检测性能,提高了MUSIC方法在实际波达方向估计中的鲁棒性。