X信道中一种改进的干扰消除方法

对于每个用户配置4根天线的X信道,提出了一种改进的干扰消除方法.每个用户采用速率为2的空时分组码,通过在每个用户的发送信号中引入零元素,消除了接收端的非期望接收码字;通过对空时码字进行预编码使得每个接收端的期望接收码字正交传输,从而消除了期望接收码字间的干扰.与相同场景中的已有方案相比,所提方案在保持相同传输效率的同时,极大地减少了反馈量.仿真结果验证了所提方案的有效性.     

MIMO-MAC中一种改进的干扰消除方法

针对两用户的多输入多输出多址接入信道(MIMO-MAC)中存在共道干扰的问题,提出一种基于有限反馈的干扰消除方法,每个用户根据反馈信息对将要发送的信号进行对角化处理。通过合理设计预处理矩阵,对接收信号进行线性处理以消除共道干扰,从而提高系统的可靠性,使得接收端可以逐个符号地最大似然译码,降低译码复杂度。仿真结果表明,若接收端配置2根天线且系统采用4QAM调制,则当误比特率为10-3时,与已有基于有限反馈的干扰消除方案相比,该方案能获得2 dB的增益。     

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。     

基于码本的多用户有限反馈预编码方法

为改善多用户系统中由有限反馈导致的性能缺失,提出了一种基于码本的预处理有限反馈预编码方法。该方法在接收端根据部分子载波信道信息采用最大信干比准则从预置码本中选取码字反馈给发送端,在发送端根据子载波簇的相关性重构各子载波预编码矩阵,对发送信号进行线性变换以达到容量最优,在接收端利用干扰用户信息对接收阵列信号进行预处理消除部分干扰信息,从而补偿由于有限反馈导致的性能缺失。实验结果表明,所提出的方法在保证反馈链路开销与系统误码性能的情况下,有效地改善了系统吞吐量。     

基于PU2RC的下行多用户MIMO系统多模发送方案

针对有限反馈下行多用户多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）系统,提出了一种基于每用户正交码率控制（per user unitary rate control, PU2RC）的多模发送方案。该方案通过最大化系统的遍历和速率来自适应地选取发送模式,即系统同时传输的并行数据流数目。由于直接计算系统的遍历和速率比较困难,论文推导出它的一个上界,并以最大化该上界来简化发送模式的选取。仿真结果表明,所提方案的遍历和速率性能优于传统PU2RC方案,特别当系统中用户数不大或者信噪比较高时,性能有明显的改善。     

提升MIMO干扰信道容量的干扰对齐方案

为提高多用户MIMO干扰信道的容量,提出一种干扰对齐方案。在假设已有天线配置情况不变的条件下,将发送端的原有天线划分为数目相当的2个子组,分别设置不同的天线参数,以消除2个子组天线之间的相关性,从而形成2组独立的传输信道。在接收端将经由2组子信道传输后的接收信号进行合并,间接扩展信号空间维数。基于合并处理后的等效信道传输矩阵,分别利用优化预编码向量夹角和正交投影的方法求解预编码矩阵与联合矩阵,以减少已有干扰对齐方案通过迭代求解所需的运算量。仿真结果表明,在总天线配置情况不变时,该方案可以提高多用户MIMO信道的抗干扰能力。     

认知无线电系统中消除异步干扰的最小均方预编码方法

由于信道状态信息的时变特性和信道反馈误差的共同影响,使得以前波束成形算法无法完全消除小区间的干扰,特别是异步干扰,从而造成小区边缘用户传输速率和服务质量的下降。针对此问题,通过对信道时变特性的研究和反馈误差统计特性的研究,提出了一种考虑信道时变统计特性的基于块对角化的波束成形方案,此方案在基站端对所发送的信号进行编码,对将要造成的异步干扰进行预消除,从而达到提高小区边缘用户服务质量的效果。仿真结果表明,此方案有效抑制了由信道时变引起的干扰,提高了系统的容量。     

改进PU2RC的下行MU-MIMO自适应发送方案

针对多用户多输入多输出（Multi-user multiple-input multiple-output, MU-MIMO）系统中,每用户酉速率控制（Per-user unitary and rate control,PU2RC）算法在低用户数及高信噪比情况下性能不够理想的问题,提出一种基站端精确重构信道信息并选取服务用户集的下行自适应发送方案。基站端先利用用户反馈的信道矢量范数及信道方向信息（Channel direction information,CDI）重构下行信道矢量,再采取相似码本矢量共享用户的方法扩大各码本矩阵的关联用户集合,最后以和速率最大为目标选择最优的服务用户集。该方案提高了低用户数情况下出现多用户模式的概率,在用户间干扰与服务用户数之间实现了折衷,相较于PU2RC和已有的改进PU2RC方案,获得了更优的和速率性能。     

基于双码本的多用户MIMO有限反馈预编码方法

针对多用户多输入多输出(MIMO)下行链路由有限反馈导致的性能缺失,提出一种基于双码本的有限反馈预编码方法。该方法首先在接收端根据期望用户最大信干比准则从预置码本中选取预编码码字及扰动码字反馈给发送端,然后利用矩阵线性变换特性对预编码码字进行线性变换扰动以达到容量最优,从而补偿由于有限反馈导致的容量性能缺失。仿真结果表明,所提出的方法在保证反馈链路开销与系统误码性能的情况下,有效地改善了系统吞吐量。     

采用低密度校验码的多天线OFDMA系统

在本文中针对频率选择性衰落信道提出了一种采用低密度校验（LDPC）码的多天线（MIMO）正交频分多址（OFDMA）系统。在这一多用户／多速率系统中,首先通过OFDMA消除用户之间的干扰,从而将多用户环境转化为单用户环境;然后通过联合MIMO软解调与LDPC码解码的Turbo迭代算法,消除发射天线之间的干扰并改善系统的性能。仿真结果表明,该方案可以有效地消除多用户干扰和发射天线之间的干扰,在通过利用空分复用以提高频谱效率的同时,也获得了由LDPC码提供的编码增益。由于该方案对于星座图没有任何限制,因此可以通过采用高效的调制方式进一步提高频谱效率。     

基于二级码本的迫零波束成型自适应预编码方案

为了克服基于有限反馈的多用户多输入多输出(MIMO)系统中迫零波束成型(ZFBF)预编码方案反馈量小时性能较差的缺陷,提出一种基于二级码本的ZFBF自适应预编码方案。该方案的码本设计结合了酉矩阵和随机矢量码本,首先在一级码本中搜索最佳的波束成形矢量; 然后在扰动范围内计算最佳波束成形矢量对应的信干噪比(SINR),将其与系统设定的SINR门限值进行比较来决定用户的反馈信息; 最后基站根据用户的反馈信息自适应地改变码本,对用户进行ZFBF预编码。从而简化了用户端的码本搜索过程,并且在用户数较多的情况下用较少的反馈比特数达到较好的性能。仿真结果表明,该方案能够显著降低每用户的平均反馈比特数,以较低的反馈速率获得较好的和容量性能。     

部分信道状态信息下MIMO-OFDM的跨层资源分配算法

针对跨层多用户多输入多输出-正交频分复用（MIMO-OFDM）系统,以系统最大吞吐量为目标,给出一种基于部分信道状态信息的跨层资源分配算法。该优化问题设计的目标函数包括功率限制、传输速率、子载波占用、不同业务的服务质量需求与数据链路层的队列状态信息等约束条件。在数据链路层存在有限缓存条件下,通过均值反馈模型描述信道状态信息的反馈过程,推导出相应的跨层资源分配准则。仿真结果表明,所提算法与现有方案相比,满足了不同业务用户的QoS要求,并获得了好的吞吐率,降低了丢包率。     

面向物联网环境的高效通信接收机设计

物联网（IoT）通信系统具有活跃用户数低、数据帧短等特性,而信道估计和多用户识别所需的导频和用户识别码会显著降低IoT系统的通信效率和响应速度。针对上述问题,提出了一种基于非正交多址接入（NOMA）的盲信道估计和多用户检测算法。首先,利用码分多址（CDMA）系统中的扩频矩阵对每个用户所占用载波进行分配,并采用差分编码解决盲估计所引发的星座点旋转问题;其次,根据用户所分配载波具有的稀疏性,引入伯努利-高斯（B-G）分布作为先验分布,利用变量间的隐马尔可夫特性进行因式分解和建模,由用户数据的稀疏特征进行多用户识别;最后,应用消息传递算法对上述模型进行推导,解决NOMA引起的多用户干扰,得到面向IoT环境的联合信道估计和检测接收算法。仿真结果表明,相对于块稀疏单测量向量（BS-SMV）算法和块稀疏自适应子空间求解（BSASP）算法,所提算法能够在不提高复杂度的条件下获得约1 dB的性能增益。     

MIMO-OFDM系统中一种低开销有限反馈新方法

以LTE-Advanced为背景,针对多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中的关键技术--基于码本的有限反馈预编码进行了研究,提出了一种基于递归算法的有限反馈新方法。利用各子载波间的频域相关性,以前一个子载波所选码字为基础,通过内积运算排序的方法来确定当前子载波的码字集合,然后对与该新码字集合相对应的码字索引进行可变长编码,以用于系统反馈。仿真结果表明：在递归反馈算法的基础上利用可变长编码能有效降低LTE-Advanced系统的反馈开销。     

一种基于盲自适应卡尔曼滤波的多用户检测器

针对直接序列扩频码分多址(Direct Sequence Spread Spectrum Code Division Multiple Access,DS-CDMA)系统扩频波形非完全正交所造成的多址干扰(Multiple Access Interference,MAI)等问题,将卡尔曼(Kalman)算法应用于盲自适应算法中,提出了一种新的多用户检测算法。将该算法与LMS及RLS算法进行仿真对比后得出,该算法在抑制多用户干扰及动态跟踪能力方面更为强劲、有效且稳定性更高、收敛速度更快。     

Dynamic radio resource and interference management for MIMO–OFDMA mobile broadband wireless access systems

A multi-user multi-cell Multiple-Input Multiple Output/Orthogonal Frequency Division Multiple Access (MIMO/OFDMA) system for next generation Broadband Wireless Access (BWA) networks is studied, in which the Base Station (BS) or evolved Node B (eNB) has only knowledge of the statistics of the channel. A combination of MIMO and OFDMA could increase the spectral efficiency in a high speed network. We investigate methods with scalable channel feedback and we analyze the trade off between the amount of Channel State Information (CSI) to the transmitter and the system performance. The proposed schemes with limited feedback are combined with other cell interference reduction strategies based on cooperation for improving the performance of a coordinated multi-cell system under very dynamic conditions like high velocity and fast fading. Simulation results demonstrate that substantial gain is obtained by the proposed schemes which take advantage of the statistical information of the highly dynamic channel.     

一种改进的PU2RC多模传输方法

在有限反馈的下行多用户多入多出(Multiuser multiple-input multiple-output,MU-MIMO)系统中,系统的和容量随着信噪比的升高而干扰受限。本文针对这个问题提出了一种改进的每用户归一化波束成形与速率控制(Per-user unitary beamforming and rate control,PU2RC)多模传输方案,通过增加信道量化质量指示的反馈,为基站进行用户选择提供了更有效的信息以实现多模传输。仿真结果表明,在实际系统中激活用户数比较少时,该方案能够通过动态改变同时服务的用户数,从而最大化系统的和容量。在同等反馈量的情况下,与传统的PU2RC相比,提高了系统的和容量,为下行MU-MIMO系统的应用提供了更好的参考。     

Hybrid inter-cell interference management for ultra-dense heterogeneous network in 5G

The Ultra-dense Heterogeneous Network (HetNet), which consists of macro-cells and pico-cells, has been recognized as a key technique to improve network performance. However, the increasing number of pico-cells also causes severe interference including inter-cell interference and intra-cell interference. Therefore, interference management has become an important issue in ultra-dense HetNets, and the traditional enhanced inter-cell interference coordination (eICIC) scheme is no longer fit for the high density of small cells. In this paper, a hybrid interference management method based on dynamic eICIC and coordinated multi-point transmission (CoMP) is proposed. Firstly, a virtual cell is established based on the characteristics of ultra dense HetNets. Then, a novel joint dynamic eICIC scheme combined with multi-user beamforming is deployed to eliminate the inter-cell interference, and improve the throughput of virtual cell significantly without sharp decrease of throughput of macro-cell. Furthermore, a virtual cell based joint transmission scheme is deployed with a power control algorithm, which can obviously increase the spectrum efficiency of virtual cell edge. Simulation results verify that the proposed scheme can achieve better spectrum efficiency both at macro-cell and virtual cell edges, and the network throughput is also improved.     

基于正交混沌多用户混沌通信及其误码率

为了解决多用户混沌通信系统中由于通信用户数目的增多以及混沌序列间的准正交性所引起的信道干扰问题,对不同混沌信号采用施密特(Schmidt)正交化方法产生其对应的正交混沌序列作为扩频码在加性高斯白噪声(AWGN)和瑞利(Rayleigh)衰落信道下研究多用户混沌通信系统中的误码率(BER)。首先将其统计自相关和互相关特性作为刻画正交混沌扩频码序列性能的重要指标,测试并分析各正交混沌序列的统计相关特性,同时也对其互相关特性曲线的均值和方差进行了测试与分析;然后通过两种信道仿真实验获取各正交混沌扩频码的BER,并将其与对应统计相关特性作对比揭示其内在关联性;最后比较分析两种不同信道下多用户混沌通信系统的BER,并揭示信道对其的影响。仿真实验表明,两种信道下相空间混沌信号中的空时正交混沌序列都能获得较低BER,尤其是在Rayleigh衰落信道下的空时正交混沌序列能够获得更低的BER,说明所提方法能更有效地降低多用户通信中信道间的干扰,更有利于多用户通信需要。     

多用户CDMA系统中Turbo-BLAST迭代检测算法

将V-BLAST结构和CDMA技术相结合,构造了多用户CDMA系统模型,提出了一种联合多用户检测和Turbo迭代思想的多用户检测算法.该方案首先利用解相关算法对接收信号进行空时多用户检测.以去除用户间干扰.然后再对期望用户的接收信号进行软干扰抵消迭代检测,以去除天线间干扰.解相关后数据检测仅和单个用户的天线数目有关,算法复杂度较低.仿真结果表明,构造的空时多用户模型可使各用户检测相对独立,有利于已有单用户Turbo-BLAST方案的应用.