基于空时编码的格基规约算法在混合预编码中的应用

在自适应混合预编码中,通过将格基规约算法与迫零预编码结合,构成格基规约(Lattice Reduction)破零预编码(Lattice Reduction-Zero Force,LR-ZF)算法,提高了信道正交性.将LR-ZF算法与模拟预编码组成混合预编码,将此方案和空时编码(Space Time Black Code...     

MIMO下行链路系统预编码技术

本文主要介绍了MIMO下行链路系统的几种非线性预编码算法,包括脏纸编码、THP预编码和矢量预编码,重点分析了矢量预编码算法中求解扰动矢量的格基规约算法,并对该算法进行了仿真分析.此外,本文也给出了对未来MIMO系统预编码研究的发展趋势.     

基于块对角化的格基规约GMD矢量预编码

研究了对多用户多输入多输出下行链路进行块对角化后,使用格基规约算法的几何均值分解矢量预编码的实现方法。根据块对角化思想将多用户多天线信道分解为等价并行子信道,基于等价子信道给出了单个用户的几何均值分解矢量预编码的传输方案,通过使用格基规约算法分别结合连续干扰消除和垂直分层空时编码两种方法,求解矢量预编码中的扰动矢量。仿真表明,提出的方法误码率性能优于块对角化矢量预编码算法2 dB以上,而且能在不降低系统性能的前提下降低计算复杂度。     

格基规约的快速实现:SDR算法

格基规约是格理论研究的一个重要内容,也是密码设计和分析中的一个重要工具。在理论研究中,许多格上问题都可以通过规约来求解(或者近似求解)。在密码学应用中,对一些密码方案的分析最终都可以等价成一个格基规约问题。文章提出了一种新型格基规约算法:SDR算法,新算法将正交格理论融入Schnorr算法中,在相同的规约效果下,可将原有Schnorr算法中多项式时间因子HKZ(2k)降为HKZ(k)。     

多小区块对角化的MMSE矢量扰动预编码

针对多小区基站协作的多输入多输出(MIMO)系统中,小区之间和用户之间的干扰对系统造成的性能降低的问题,提出了基于块对角化的最小均方误差(MMSE)矢量扰动预编码方案,实现多小区系统的性能改善。首先使用块对角化方法消除多小区间干扰;在预编码设计环节上,通过MMSE准则设计预编码矩阵,从而抑制病态信道对系统性能的影响;最后使用格基规约方法求解发射端矢量扰动信号。仿真表明,提出的算法提高了多小区矢量预编码的误码率性能,使其优于已有的块对角化及矢量扰动预编码等算法的误码率。     

大规模MU-MIMO系统归一化预编码算法

针对大规模MU-MIMO系统中预编码技术性能不佳的问题,在不完善信道状态信息(CSI)的情况下,对迫零(ZF)和最大比发射(MRT)预编码技术提出了两种归一化算法：向量归一化与矩阵归一化。首先基站通过上行导频序列估计CSI,并在下行链路中用所提的算法对预编码矩阵进行归一化处理,然后将其与发送信号以及信道进行匹配。仿真结果表明,在高信噪比时,ZF预编码使用向量归一化算法实现了更好的系统性能;而在低信噪比时,MRT预编码使用矩阵归一化算法使系统性能得到了良好改善。     

适用于迫整接收机的排序格基规约算法

针对单用户多输入多输出（MIMO）无线信号传输系统,本文采用一种低复杂度高性能的线性接收机结构—迫整接收机（Integer-Forcing）,并在此基础上提出一种利用成对列变换依次减小格基的模长的格基规约（Lattice Reduction）算法—排序格基规约。迫整接收机利用整数域的闭环特性以及最大化每层信干噪比（SINR）的优化技术,可以用较低的复杂度获得较好的性能。鉴于最大化各层信干噪比等价于格理论中的最短独立向量组（SIVP）问题,本文提出的排序格基规约算法以较小的正交性能损失作为代价,有效的降低了解决该问题的复杂度,特别适合中大规模的MIMO系统。仿真实验和分析表明,不仅在格基模长性能上优于经典的LLL算法,而且具有更快的运算速度;同时,基于排序格基规约的迫整接收机显示出优于大部分线性接收机,且接近最大似然（ML）接收机的误比特率（BER）性能。      

适用于大规模MIMO系统的低复杂度RZF-SOR预编码算法

在大规模多输入多输出(MIMO)系统中,为了降低传统预编码算法的复杂度,在原有正则化迫零(RZF)预编码算法的基础上,提出用超松驰迭代(SOR)法代替矩阵求逆的高复杂度运算,得到一种改进算法RZF-SOR,并应用随机矩阵原理得出其最优相关参数的近似表达式和取值的必要条件.实验仿真表明,提出的RZF-SOR预编码算法与RZF预编码相比有效地降低了一个数量级的复杂度,在很小的迭代次数下达到接近于RZF预编码的误码率性能,并且优于基于Neumann级数预编码算法的误码率性能.     

OFDM系统中子信道联合预编码技术的信号检测算法研究

正交频分复用技术将多径衰落信道划分为多个相对平坦的子信道,使得接收机在信道估计等恢复技术上复杂度大大降低。OFDM系统采用子信道联合预编码技术能有效解决由于成片子载波衰落引起的数据丢失问题。由于独立信道的线性预编码技术在发送端不需要信道反馈信息,因此降低了发送设备复杂度,减少了系统延时,该编码方案适用于从用户端到基站的数据传输。通过理论分析推导了当系统采用独立信道的线性预编码技术时,接收端不能采用迫零均衡(ZF)的线性检测算法,实验仿真表明,当采用迫零均衡检测算法时,当且仅当预编码矩阵为酉矩阵时系统能达到未经预编码系统的性能。     

大规模MIMO系统中低复杂度的预编码改进算法

针对大规模MIMO系统中线性预编码包含复杂的大维矩阵求逆运算,从而产生较大系统开销这一问题,提出了一种低复杂度的基于区域选择初始解的RZF-GS预编码算法.该算法是在RZF预编码的基础上,用Gauss-Seidel迭代算法代替矩阵的求逆运算,并将通常的零初始解向量优化为基于区域选择初始解的向量.实验结果表明,该算法使系统整体的复杂度降低一个数量级,同时,与Neumann级数预编码和零初始解的RZF-GS预编码相比,该算法均明显加快了其收敛速率,用较少的迭代次数就能逼近经典RZF预编码的最优误码率性能.     

LTE中下行MU-MIMO的物理层技术分析

LTE基站可以针对终端的空间特性采用单用户MIMO(SU-MIMO)和多用户MIMO(MU-MIMO)技术。LTE网络的用户数随着商用化的进程逐年递增,MU-MIMO技术也成为运营商关注的热点。论文分析了LTE中下行MU-MIMO的物理层技术,侧重设计了基于终端双码本反馈的方法,研究了独立码本预编码和联合迫零(ZF)预编码算法。通过计算机仿真比较了2种算法的吞吐率性能,结果表明低SNR时独立码本预编码优于联合ZF预编码,而高SNR时联合ZF预编码优于独立码本预编码。     

LLL格基约减中选择δ的一种方法

LLL格基约减是一种强大的格基约减算法,其可在多项式时间里输出一组近乎正交的已减格基,且已被应用于预编码领域,可在无线通信中,获得理想的分集性能。LLL格基约减算法需要人为指定参数δ。参数δ的大小决定了算法的执行时间及已减格基的好坏。在LLL格基约减算法基础上,文中提出了一种改进算法,针对特定输入矩阵H,算法自动选择δ,在执行时间和已减格基质量间达到平衡。     

基于干扰驱动的多输入单输出认知系统线性预编码设计

在多天线(MIMO)认知无线电网络(CR)中,传统的预编码算法主要是抑制或消除认知用户(SUs)之间的干扰,达到优化系统性能的目的。与传统算法不同,该文从利用干扰的角度提出了两种新的预编码算法,即认知部分线性预编码(CR-PLP)和认知相位调整预编码(CR-PALP)。理论分析和仿真结果表明,这两种算法都能够利用星座图中的相位信息,通过保留相长干扰,提高接收端信号的信干噪比(SINR)。与CR-PLP使相消干扰为零不同,CR-PALP通过相位旋转将干扰转化成相长干扰,以较低的计算复杂度,进一步降低了误符号率(SER),提高了认知用户的信息速率。     

基于格规约辅助的MIMO系统GMD-TH预编码方案

现有的GMD-TH(Geometric Mean Decomposition-Tomlison Harashima)预编码方案在发射端未对获得MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output)信道增益矩阵优化,因而其误码率和分集增益无法获得令人满意的效果.为此,在原有MIMO系统GMD-TH预编码的基础上,提出梁种基于格规约辅助的GMD-TH预编码方案.该方案采用基于格规约的算法对信道矩阵进行优化,经过优化的信道矩阵其列向量之间具有更好的正交性并且向量的长度更短,并且采用优化的信道矩阵提高了GMD-TH预编码MIMO系统的分集增益.仿真结果表明:相比于传统的线性预编码方案,该预编码方案有效地提高了MIMO分集增益,相同误码率下,信噪比降低3dB以上,具有实用价值.     

CoMP-JT中预编码与功率联合分配算法

在CoMP(协作多点发送/接收)联合传输资源分配中,研究发现在单天线功率约束条件下,传统的迫零波束赋形预编码技术会降低平均天线发射功率利用率。为了进一步提升系统吞吐量,文章提出一种预编码与功率联合分配算法,该算法采用一种预编码迭代计算方式,提高了天线发射功率利用率。仿真结果表明,所提算法与传统的预编码相比性能有较大提高。     

一种8×8 MIMO系统的近最优检测算法

为了进一步提升MIMO检测算法的性能、降低其复杂度,提出了一种基于格基规约和K-Best的近最优低复杂度检测算法。通过应用格基规约提升信道矩阵的正交性,减少了检测所需保留的路径数;同时考虑到该算法对信道矩阵各列的比较、交换,将预处理阶段传统的排序QR分解改为QR分解,在较小的性能损失下提高了系统吞吐率。并且提出一种新的节点展开策略,大幅减少了展开节点数和节点间的比较次数。仿真结果表明该算法在8×8规模MIMO系统,误比特率为10-5时,和最优性能仅差0. 5dB。     

基于多用户MIMO系统的下行链路的预编码

研究了多用户MIMO系统基于信漏噪声比(SLNR)的预编码算法,该预编码算法改善了迫零算法(ZF)对天线数的限制,同时由于考虑了噪声的影响,不会有噪声放大;通过优化不同用户的功率分配,仿真证明了该方案比ZF算法在系统的误码率性能上有所提高,并且多数据流的方案较单数据流的方案有容量的提高.     

基于矩阵三对角分解的快速串音抑制算法

利用信道传输矩阵的对角占优性和矩阵分解理论,提出一种基于三对角分解的抑制下行传输方向上串音的预编码算法.由于不需要直接求矩阵的逆,新算法的运算量小于置零预编码算法,并和对角线分解预编码算法的运算量类似,但性能优于后一种预编码算法.基于实测数据的计算机仿真验证了结果的正确性.     

基于IT＋＋的MIMO—OFDM非线性预编码仿真研究

预编码技术能够有效的抑制MIMO信道中的多用户干扰,能显著提高系统容量,同时也能大大简化接收机的算法。主要对MIMO—OFDM系统的非线性预编码技术进行了深入研究,通过搭建出的MIM0-OFDM仿真平台对DPC（DirtyPaperCoding,脏纸编码）和THP（TomlinsonHarashimaPre—coding,模代数TH编码）两种非线性预编码算法进行了性能仿真,比较了这两种算法的BER（误码率）,同时也比较了它们与线性zv（ZeroForcing,迫零）预编码算法的BER差异,并指出了不同算法的适用性。     

融合蚁群算法MMSE准则在MMW 混合波束形成中的应用

波束形成预编码技术是毫米波通信的核心技术,其中模拟和数字混合波束形成技术可以很好地平衡 模拟预编码技术和数字预编码技术的优缺点,既可以得到足够的波束形成增益、减少传播损耗,又降低了硬件成本 和功耗。均方误差(MSE)是表征毫米波通信传输可靠性的性能指标,利用最小均方误差(MMSE)准则的混合预编码 设计可以在毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统中获得较好的频谱效率。将MMSE 与广泛应用于解决旅行商 问题的蚁群算法相融合,以进一步优化基于流形优化的混合预编码算法。仿真结果表明,融合后的优化算法具有更 低的误码率和更好的频谱效率。