大规模MIMO下具有反馈的低复杂度检测算法

针对大规模MIMO系统,信号检测算法的复杂度往往呈指数级增长的问题,通过对传统的QRD-M检测算法和树搜索的深度研究,对其进行改进,得出一种具有反馈的低复杂度检测算法,该算法主要运用分支的权重和分支间的反馈对树进行修剪,然后运用树搜索的原理进行搜索输出.仿真结果表明,该改进算法以降低较少系统性能的代价,能够极大地降低计算复杂度,是一种折衷的高效检测算法,完全能运用于大规模MIMO系统中.     

基于高斯树近似的大规模MIMO检测算法

大规模MIMO系统中,基站端复杂的接收信号将导致信号检测困难等问题。该文提出一种基于截断诺依曼级数近似求逆高斯树的低复杂度消息传递算法,该算法在高斯树近似消息传递的过程中利用诺依曼级数近似求解协方差矩阵和最小均方误差估计以降低计算复杂度。仿真结果表明,该文算法在检测性能满足系统需求的同时,也有较低的计算复杂度。     

MIMO系统一种低复杂度的K-Best检测算法

文章提出了一种在2×2的MIMO空分复用系统中,采用64-QAM调制方式下的一种低复杂度的K-Best信号检测算法,改进点是通过分离实部和虚部来降低其计算复杂度,并发现复数乘法在不影响系统性能的情况下减少为2个实数乘法。与传统的K-Best算法相比,该算法减少了部分欧氏距离(PED)的计算复杂度,使加法和乘法的计算量大大降低,从而大大降低K-Best算法的计算复杂度,使其能更好的应用于现代通信系统中。     

基于消息传递的大规模多用户MIMO低复杂度的检测算法

针对大规模多用户多输入多输出(MIMO)系统中基站端检测复杂度高的问题,提出了一种低复杂度、基于强制收敛的变量节点全信息高斯消息传播迭代检测(VFI-GMPID-FC)算法.首先对传统的GMPID算法进行改进,得到VFI-GMPID算法,VFI-GMPID算法的检测性能逼近最小均方误差检测(MMSE)算法,但复杂度要大大低于MMSE算法.然后结合强制收敛思想和VFI-GMPID,提出VFI-GMPID-FC算法,进一步降低算法复杂度,提升检测效率.最后通过仿真结果表明,所提算法在保证检测性能的同时,能有效地降低算法的复杂度.     

用于大规模MIMO系统的改进自适应SOR检测算法

大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统由于具备较多的天线数,会导致传统线性信号检测算法如最小均方误差(Minimum Mean Square Error, MMSE)的复杂度过高。针对以上问题,提出了F修正的自适应超松弛迭代(F-corrected Adaptive Successive over Relaxation, FA-SOR)检测算法。该算法首先利用超松弛迭代(Successive over Relaxation, SOR)算法避免高阶矩阵求逆运算,降低复杂度;其次使用F修正的公式自动更新SOR算法迭代使用的松弛参数,同时优化迭代的公式与初始解来加快收敛速度。仿真结果表明,不论在理想独立信道还是相关信道下,相比于现有的自适应SOR算法,FA-SOR都能以更低的复杂度达到更低的误码率,同时逼近MMSE算法的性能。     

大规模MIMO系统中基于二对角矩阵分解的低复杂度检测算法

在大规模多输入多输出(MIMO)系统的上行链路检测算法中,最小均方误差(MMSE)算法是接近最优的,但算法涉及到大矩阵求逆运算,计算复杂度仍然较高。近年提出的基于诺依曼级数近似的检测算法降低了复杂度但性能有一定的损失。为了降低复杂度的同时逼近MMSE算法性能,该文提出基于二对角矩阵分解的诺依曼级数(Neumann Series)近似,即将大矩阵分解为以两条主对角线上元素组成的矩阵与空心矩阵之和。理论分析与仿真结果表明所提算法检测性能逼近MMSE检测算法,且其复杂度从O(K3)降低到O(K2),这里K是用户的数目。     

一种上行链路大规模MIMO系统的低复杂度检测算法北大核心CSCD

提出了一种适用于上行链路大规模MIMO系统的基于Kaczmarz算法的低复杂度检测算法.通过将MMSE检测算法转化成等效的增广矩阵的形式,提出的算法同时避免了直接矩阵求逆和Gram矩阵求解.此外,一种算法初始值的估计方法和近似的软判决信息计算方法也被提出用于进一步降低算法复杂度.仿真结果表明该算法在性能和计算复杂度方面优于近期文献中的算法.同时,FPGA的验证结果也表明提出的算法能以更低的硬件资源消耗完成大规模MIMO系统的检测.     

毫米波大规模MIMO系统中低复杂度混合预编码方法

针对毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统混合预编码方案设计的难点,提出了一种低复杂度混合预编码方法。首先基于奇异值分解,构造初始射频(RF)预编码矩阵,然后构造数字预编码矩阵。进而将残差矩阵最大左奇异矢量构造的矢量添加到RF矩阵的最后一列,以更新初始RF矩阵。经过多次迭代,从而形成最终RF预编码矩阵。最后基于最小二乘准则设计数字预编码矩阵。理论分析和仿真结果表明,相比于基于正交匹配追踪(OMP)算法的混合预编码设计方法,该方法在计算复杂度大幅下降的同时,其性能远远优于基于OMP算法的混合预编码方法,同时在数据流数相对较小时,其性能接近最优的全数字预编码设计方法。     

用于大规模MIMO系统的改进CG检测算法

针对大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统中近似最优线性最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)算法复杂度过高问题,提出了RC-CG(Region Constellation-Conjugate Gradient)低复杂度近似最优信号检测算法。该算法首先利用共轭梯度(Conjugate Gradient,CG)迭代算法避免MMSE信号检测算法的高维度矩阵求逆,降低计算复杂度;其次引入二分查找算法对星座图进行区域分块,优化迭代初始解,使算法在保证原来检测性能的基础上加快收敛速度。仿真结果表明,该算法不仅可以达到近似MMSE算法的检测性能,而且适用于高阶调制,算法复杂度从O(K3)降低到O(K2)。     

多用户大规模MIMO自适应安全传输策略

大规模MIMO系统采用空分多址可以提高系统吞吐量,同时利用多用户下行信号的相互协作可以对窃听者造成叠加干扰,带来了天然的安全增益。但目前该系统的物理层安全研究仍采用传统的人工噪声方案,忽略了多用户信号干扰带来的安全增益,造成严重的功率浪费。针对这一问题,该文分析了多用户信号干扰对系统可达平均安全速率和平均安全能效的影响,给出了系统的最佳接入用户区间。研究发现,在系统接入用户数较少和用户数较多时,系统安全能力较弱,针对此分别提出了N波束加扰和基于用户位置的用户调度的自适应安全传输策略。最后通过仿真验证了理论推导和所提策略的有效性,利用该文所提策略,能够保证系统天然安全能力不足时的安全通信。     

An adaptive partial parallel multistage detection for MIMO systems

The full parallel multistage detection for multiple-input multiple-output systems has less processing delay and better performance than the vertical Bell Laboratories layered space-time detection scheme. However, due to the disadvantage of full parallel interference cancellation, its performance degrades when the received power of the substreams at one receiving antenna is unbalanced and/or when the system is heavily loaded. Therefore, we introduce adaptive partial weighting coefficients into the parallel multistage detection. The weighting coefficients are evaluated using the average decision correct probabilities in the previous stage. The simulation results show that the uncoded error probability of the proposed method is lower than that of the recently proposed full parallel multistage detection scheme with perfect or imperfect channel estimation.     

An adaptive modulation algorithm for performance improvement of MIMO ML systems

In this letter, we propose a simplified adaptive modulation algorithm for a multiple input multiple output (MIMO) system with a maximum likelihood (ML) receiver to minimize BER under a fixed data rate. The proposed algorithm has the advantages of good system performance and low computational complexity, when compared to previous algorithms.     

基于极化状态—幅度—相位调制的高效无线传输方案

针对双极化通信场景下正交极化信号串扰导致的解调性能恶化问题,提出了一种基于正交向量的极化相关衰减效应消除方法. 该方法通过对发送信号进行设计,利用一组正交向量分别在发射端和接收端对极化信号进行处理,达到消除极化间串扰的目的,同时在发送端利用估计的信道参数处理发送信号,进一步消除非理想信道影响. 在不改变噪声功率的基础上,实现正交极化信号的无串扰接收,有效提高接收端信号解调性能. 理论分析和仿真结果表明,极化状态调制信号的解调误码率逼近高斯信道下的理论值,相比于预补偿方法和迫零矩阵法有更好的误码率性能,仿真结果与理论推导具有较好的一致性. 本文方法能有效解决无线信道中正交极化信号间串扰,提高接收端信号解调性能.     

Fuzzy adaptive partial parallel multistage detection for MIMO systems

Vertical Bell Laboratories Layered Space-Time (V-BLAST) detection followed by a full parallel interference cancellation (full PIC) or a constant-weight partial parallel interference cancellation (CW-PPIC) scheme has been proposed. However, its performance degrades when the received power of the antenna is unbalanced and/or the system is heavily loaded. Therefore, V-BLAST is proposed, followed by fuzzy adaptive partial parallel multistage detection for MIMO systems. The simulation results show that the error probability of this proposed method is better than that of V-BLAST followed by full PIC or CW-PPIC schemes     

一种自适应视频水印检测算法

提出了一种空间域视频水印自适应检测算法，充分利用视频解码过程中提取的附加倍息，根据水印信息在视频编码过程的损失程度，对重建视频图像中的每个像素计算其可信度因子，并以此实现对传统相关检测算法的改进。该算法能够在既定的水印嵌入算法条件下，进一步提高系统提取和检测水印信息的精度。     

一种MIMO中继系统的自适应自干扰消除方法

为节省频率资源,全双工中继一般采用相同的频率接收和发射信号。由于收发天线之间无法充分隔离,接收天线容易受到自身发射天线的回波干扰。针对宽带全双工多输入多输出( MIMO)中继的自干扰问题,提出了一种基于梯度下降自适应算法的自干扰消除方法。该方法利用中继反馈的已知信号进行自干扰信道估计,并产生一个对自干扰信号的估计信号,从而在接收端将干扰抑制。仿真结果表明,该方法在自适应滤波器的跟踪性能、收敛分布和不同 MIMO 配置下的均方误差( MSE)性能等方面均取得良好效果。     

大规模MIMO系统中块高斯-赛德尔检测算法

最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)检测算法,虽然能在大规模多输入多输出系统中获得接近最优的线性检测性能,但是涉及高维矩阵求逆运算,难以在实际应用中快速有效地实现.提出了块高斯-赛德尔(Block Gauss-Seidel,BGS)低复杂度信号检测算法,将MMSE检测器的滤波矩阵...     

MIMO系统中一种改进的ZF-OSIC信号检测算法

为了寻找一个可靠性较高且复杂度较低的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)检测算法,文中基于MIMO系统中传统的排序的迫零串行干扰抵消ZF-OSIC(Zero Forcing-Ordered Successive Interference Cancellation,ZF-OSIC)以及最大似然ML(Maximum Likelihood,ML)信号检测算法,提出一种将两种传统算法相结合的新算法,ZF-OSIC K-correction检测算法,该算法综合了二者的优点。运用ML算法中的枚举思想来选择性地修正ZF-OSIC算法得到的检测结果,从而在算法复杂度增加不大的情况下,得到性能的改善,准确度更加逼近ML算法。     

MIMO系统中一种改进的迭代串行干扰消除算法

多输入多输出(MIMO)系统中,串行干扰消除(SIC)算法复杂度相对较低,但干扰消除时存在差错传播问题。针对独立编码的垂直分层空时(V-BLAST)系统,提出一种联合译码的SIC算法,将译码完成的码字反馈给解调器,从接收信号中消除。引入一种码字排序准则,利用软信息对码字排序,优先对高可靠性码字译码。通过码字排序和联合译码提高检测符号的准确性,减少差错传播。仿真结果表明,与已存在的接收方法相比,该算法能有效地抑制差错传播,大幅提升误码率性能。      

分布式MIMO系统中最优检测的简化算法

在V-BLAST结构的分布式MIMO系统中,针对发射天线地域上的分布性所引起的发射符号异步到达接收天线的问题,提出了一种接近最优检测性能简化算法。该算法首先遍历部分码元符号,且每次遍历时都使用分布式排序干扰抵消算法检测剩余符号,然后对得到的符号候选集进行搜索,恢复发送信号。莱斯衰落信道下的计算机仿真表明,该算法对接收端天线数目没有要求,且在获取接近最优检测性能的同时,有效地降低了计算复杂度。