基于SLNR-MMSE的协作多点通信系统预编码算法的研究

通过对信号泄露噪声比预编码算法和最小均方误差预编码算法进行详细的分析,本文针对这两种算法的不足,提出了SLNR-MMSE的预编码算法。通过仿真分析可知,提算法在误码率和系统容量方面较其他算法均有一定的优势。     

多基站协作异步干扰抑制预编码设计

在多基站协作通信系统中,针对基站与用户间距离差异将导致用户接收信号的异步干扰的问题,提出一种基于粒子群优化算法的异步干扰抑制预编码设计.该设计将预编码矩阵转化为寻优粒子位置参数矩阵,通过粒子间智能学习更新优化位置参数,调节适应度函数,最大化用户信干噪比,抑制异步干扰.数值分析结果表明,相对于改进的块对角化算法,所提算法使系统总速率提高了2～7 bit/s,且具有很好的收敛性.     

多基站协作系统中基于机会SDMA的用户调度算法

为解决多基站协作系统调度用户时需要较大的信息反馈,提出了一种基于机会SDMA的用户调度算法。算法中每个基站采用正交随机向量作为波束成形向量,参与协作的各基站间通过高速链路共享波束成形信息。在接收端计算每个用户的SINR,发送端选择SINR最大的用户作为调度用户。采用该算法进行用户选择时,不需要考虑干扰小区的用户选择结果,很好的解决了多基站协作调度的困难,每个用户只需要反馈少量信息,极大地降低了反馈量,并获得了系统容量的增益。     

大规模MIMO系统中基于WMMSE的混合预编码算法

为提高大规模多输入多输出（MIMO）系统复用增益,降低天线硬件成本,提出一种基于全阵列天线结构的混合预编码算法.以多用户加权最小均方误差为优化目标,综合考虑天线结构硬件限制、用户公平性和功率限制,采用数字-模拟混合式两级预编码与最优一级数字预编码最大逼近的方法求解两级混合预编码.仿真结果表明,所提算法能最大限度地减小所求混合预编码矩阵与最优一级预编码矩阵的误差,具有较好的收敛性,可获得近乎最优的混合预编码性能增益.     

一种基于单基站的协作定位算法

为抑制蜂窝网中非视距(Non-line-of-sight,NLOS)误差对定位精度的影响,提出了一种利用移动终端间的协作信息提高定位精度的算法。该协作定位算法根据基站测量信号到达时间(Time of Arrival,TOA)和到达角(angle of arrival,AOA)信息,选择距离基站最近的目标终端,利用目标终端与其它终端间的协作信息进行位置修正。仿真结果显示该算法不仅提高了定位系统的整体性能,而且在移动终端距离基站比较远的情况下,定位精度高于传统的TOA/AOA定位算法。     

一种改进的协作多点多用户预编码算法

在LTE-A系统中,现有协作多点多用户预编码算法不能同时抑制用户间、用户内部及噪声干扰,并且计算复杂度较高。针对这两方面的问题,提出了一种改进的线性预编码算法。本文采用计算复杂度,系统容量和误码率作为评价算法性能的指标,建立了协作多点多用户的系统模型,并给出了改进算法具体的实施步骤,理论分析了算法的计算复杂度,使用MATLAB仿真验证了系统性能。仿真结果表明,该算法在一定程度上能够降低计算复杂度和误码率,且在相同的天线配置下,该算法的系统容量性能略低于正则块对角化预编码算法。     

基于部分协作的多小区下行MIMO鲁棒双层预编码算法

针对多小区协作多入多出（MIMO）系统中存在的信道状态信息（CSI）反馈回传过多的问题,提出了多小区部分协作MIMO系统预编码算法.首先建立了包含信道估计、量化和延时误差的联合误差模型,然后根据此信道误差模型,利用迫零和信漏噪比算法思想,提出一种多小区部分协作下的双层MIMO鲁棒预编码算法.数值分析及仿真结果表明,所提算法相比传统的多小区协作下行MIMO系统预编码算法,用户的误码率性能和系统和速率稍差,但在CSI反馈比特方面有一定优势.     

基于GAMP的近场毫米波成像快速算法

传统近场毫米波均匀采样成像由于扫描时间长和计算代价大等问题无法实现实时成像。为此,该文构建了近场毫米波压缩采样成像模型及相应的观测矩阵,提出了一种基于广义近似消息传递的近场毫米波压缩采样成像快速算法。该算法将广义近似消息传递有效嵌入到期望最大化框架,加快了收敛速度;并利用快速傅里叶变换、小波滤波等方式构造了观测矩阵的快速算子,避免了大型观测矩阵的构造、存储与计算,进一步提升了算法运算速度。实验结果表明该算法可以快速、有效地从压缩采样数据中重建近场毫米波二维图像,并在重建效果与运算时间上都优于主流的快速迭代阈值收缩算法。     

基于预编码的混合迭代均衡算法

针对LTE下行多输入多输出正交频分多址(MIMO-OFDM)系统中的天线间干扰和多径干扰问题,提出一种低复杂度的迭代均衡算法。该算法在接收端通过预编码矩阵将发射信号扩展到所有子载波上,从而减少部分子载波深衰落对扩展前原始发射信号的影响。算法在接收端引入最小均方差误差排序QR分解(MMSE-SQRD)软干扰消除均衡算法,一方面避免传统基于最小均方误差(MMSE)并行软干扰消除均衡算法中矩阵求逆运算,进而降低了算法复杂度,另一方面利用信道排列,优先检测信噪比最大的传输符号进而提高检测准确性。同时通过预编码对重构信号进行预处理,进而缓解在迭代干扰消除过程中的误差传播。仿真结果表明:在4发4收场景下,误码率为10-5时,所提算法信噪比改善约0.7 d B。     

基于网络编码的用户协作博弈资源分配算法

在正交频分多址接入两用户协作中继系统中,为进一步提高协作系统的吞吐量,提出在协作节点处运用网络编码(NC)进行全双工协作通信的传输方案. 同时,引入纳什议价均衡(NBS)博弈,考虑协作用户吞吐量均衡,设计了双层纳什议价均衡(DL_NBS)博弈来协调用户对间的子载波和功率分配. 仿真结果表明,基于NC协作系统方案的吞吐量比普通协作传输模式提高约491%,比直传模式提高约464%;DL_NBS博弈资源分配方案与传统资源分配算法相比,不仅更适用于分布式用户协作场景,且能取得公平性和有效性的折中.     

基于有限反馈的多小区协作迫零预编码

为了同时抑制小区间干扰和用户间干扰,在多小区多用户系统中,基站通过共享CSI,采用小区间干扰清零（ICIN）预编码算法,将2种干扰迫零。在该算法的基础上,提出了有限反馈情况下的自适应比特分配算法以最小化量化误差引起的速率损耗,更有效地利用反馈比特资源。并且,给出速率损耗保持恒定时,用户所需的总反馈比特数的变化规律。仿真结果表明,提出的自适应比特分配算法优于等比特分配算法,并且采用自适应比特分配时系统速率损耗较小,而复用增益与准确CSI时相同。     

多天线蜂窝系统中基站协作机会调度

为了降低多天线蜂窝系统中的小区间干扰,基于干扰受限两小区模型提出了多个基站协作机会调度算法. 计算证明干扰信号功率呈指数分布,并利用极值理论框架分析了使用协作机会调度得到的平均速率;利用简明的平均速率近似闭式解,得到使用协作机会调度所获得的多用户分集增益;针对实际蜂窝系统中分析了不同因素对协作机会调度算法和性能的影响. 仿真结果表明,基站协作机会调度可以有效降低小区间干扰,提高系统性能. 特别地,在每小区用户数为K的系统中,非协作机会调度得到的多用户分集增益为lglgK,而使用协作机会调度可以将多用户分集增益提高到lgK.     

多基站协作系统中有限反馈性能分析

针对多基站协作系统,分析了吞吐量性能受有限反馈的影响,推导了系统吞吐量损耗的上限值.在各小区反馈比特数相等和用户总反馈比特数固定情况下,提出了适应系统的有限反馈方案:当各小区反馈比特数相等时,反馈比特数随信噪比的增加,可使系统吞吐量损耗的上限值保持恒定;当用户总反馈比特数固定时,通过最优反馈分配方案使吞吐量损耗的上限值最小.     

DSL基于误差符号的自适应预编码算法

该文研究了一种基于误差符号反馈的自适应预编码器设计算法,以用于抑制下行传输中的串音干扰.此算法相对传统自适应算法而言,运算复杂度低,占用上行链路数据量小.该文分析并比较了此最小均方准则算法和基于误差符号反馈的正交准则预编码算法.计算机仿真结果表明,此算法收敛,并且收敛速度优于正交准则预编码算法.     

基于BD的改进多用户MIMO预编码算法

块对角化（BD,Block diagonalization）预编码算法可以全部消除多用户MIMO的共信道干扰（CCI, Co-Channel Interference）,但其子流之间强弱差别很大。提出了一种低复杂度的子流选择算法以及基于用户公平性的功率分配方案。前者在容量损失不多的前提下,提升了系统的误码性能和功率利用效率;后者使系统各子流接收信噪比相同,各个用户的误码性能一致,且计算复杂度低,不需要复杂的数值优化。     

TD-LTE-A系统下行多用户CoMP联合预编码算法

LTE-A中多点协作传输(CoMP)技术可以通过多点协作发送、协作干扰消除等策略提高系统容量,特别是能增强小区边缘用户的接收信干噪比(SINR),改善通信质量,为此,针对多用户CoMP(MU-CoMP)中多流联合发送波束成形算法设计问题,以接收信号平均SINR最大化作为目标函数,通过计算信道状态信息估计值以及多用户干扰、噪声的统计自相关矩阵,构造正则矩阵束,将最大化接收SINR的联合传输预编码矩阵求解问题转化为正则矩阵束的广义特征向量求解问题,设计的权重矩阵既对准最大增益的波束方向,又能有效抑制用户及流间干扰. 计算机仿真验证了该CoMP预编码矩阵联合设计算法能获得协作波束成形增益,且具有较强的鲁棒特性.     

两跳中继通信系统中均衡和预编码联合优化算法

提出了两跳中继通信系统均衡和预编码一种联合优化方法,该方法在中继节点上把源节点与中继节点通信的检测算法和中继与目的节点 通信的预编码算法结合起来,从而联合优化问题就等效成对检测和预编码矩阵的乘积进行单一优化问题,克服了传统联合优化带来的非凸优化 问题,也克服了迭代算法可能带来的不收敛性,与迭代算法相比较,在复杂度上可以大大降低,通过仿真分析,可以看出性能上并没带来多少 损失,达到性能与复杂度的良好折衷。     

多波束卫星系统中低复杂度分组预编码算法

针对格基约减辅助的THP(LRA-THP)算法运算复杂度高问题,在一种分组预编码算法的基础上,提出一种适用于多波束卫星系统的低复杂度分组预编码算法,该算法根据波束间的距离对用户进行分组,通过最大化SSLNR得到预处理矩阵,抑制组间干扰,各组内采用LRA-THP算法,计算预处理矩阵时充分利用多波束卫星信道的特点,降低需要求解的预处理矩阵的维度,从而减小算法的运算复杂度.理论及仿真分析结果显示,该算法的运算量远低于LRA-THP,与原分组预编码算法相比,该算法的复杂度能够降低24%,同时性能损失不超过0.1 d B.另外,该算法中引入一组参数,使其能够灵活地在复杂度与可靠性之间进行折中.     

DF协作系统中基于中断概率的功率分配算法

针对译码转发(DF)协作通信系统中源和中继采用平均功率分配,导致系统资源利用率较低的问题,提出了一种基于中断概率分析的功率分配算法.该算法以降低系统的中断概率为目标,根据用户上行信道和用户间信道的平均信噪比,推导出该模型的系统平均中断概率上下限表达式,并通过黄金分割法迭代出使系统平均中断概率降低的功率分配因子.仿真结果...     

基于线性权重粒子群优化算法的多基站协作波束成型

为有效抑制小区间干扰,提高多基站协作通信系统的传输速率,提出了一种多基站协作波束成型方案。该方案基于线性权重粒子群优化算法,将最大化系统总速率问题转化为适应度函数的优化问题进行求解。为避免搜索过程中陷入局部最优,该算法的惯性权重采用线性递减的方式。根据所建立的优化问题,给出了适应度函数的构造方法。数值分析结果表明,相对于惯性权重为0.5的基本粒子群算法,所提算法使系统总速率提升了41.13 bit/s,同时具有很好的收敛性。