改进的下行MIMO随机波束赋形算法

现有多输入多输出(MIMO)技术中,用户通常选择采用随机波束赋形(RBF)方法,而在用户数较少时,RBF会因为用户信道与发送信道不能准确匹配而使系统吞吐量下降.本文提出了一种改进的随机波束赋形用户选择策略.首先,中心基站发送信道检测信号,然后在用户端进行信道检测与匹配,按照本文提出的矫正算法反馈信道信息,最后基站根据信道反馈信息向用户发送数据.用户选择的判断标准不再是用户信道和随机发射波束的匹配,而改为用户信道校正后的等效信道与随机发射波束的匹配,这样减少了通信中天线间信号干扰,系统性能得到改善.仿真结果表明:与现有的MIMO用户选择策略相比,本文提出的方法在不明显增加运算复杂度的前提下,提高了发送波束与传输信道的匹配,系统吞吐量得到了提高.     

多用户MIMO系统在有限反馈下结合预编码与调度算法的研究

捅要：研究了多用户多输入多输出（MIMO）系统在有限反馈下的一种结合单位预编码与用户调度算法的方案。在该系统中每一用户都具有多个接收天线,该方案具有较大的多用户分集增益和较小的计算复杂度,从而能够减少系统中的用户间干扰。每个用户独立地决定自己的天线合并矢量,并将最优波束矢量以及对应的估计信干噪比通过有限反馈信道反馈给基站,此时基站获取了相应的用户信道信息和用户间干扰信息。基于接收到的反馈信息,基站从预定义的码本中选取和速率最大的最优子集进行系统预编码,然后依照预编码矩阵调度欧氏距离最小的用户且用户个数不超过发送天线的数目。仿真结果显示该方案有效地改善了系统速率,特别是在用户数目较多或者信道环境较好的情况下。     

MIMO-MC-CDMA中基于拉氏算子的资源分配算法

提出一种应用于多输入多输出MC-CDMA系统的功率、码道自适应分配算法。基于接收端的信道反馈信息,发送端在总发射功率受限的条件下通过多用户间功率和码道的分配最大化系统吞吐量。算法通过限制用户的最大和最小码道数来实现用户之间的带宽公平性。算法最终归结为一个约束优化问题并利用拉格朗日乘子法进行求解。提出一种用于加快拉格朗日乘子收敛速度的搜索算法,计算机仿真验证了算法的有效性。     

多用户MIMO系统下行链路的随机多波束复用技术

该文提出了一种随机多波束多用户复用技术,充分利用多用户分集以及基站多天线的空间自由度来提高系统吞吐量。不同于传统的随机波束形成技术,该技术首先在给定预编码码本内随机选取一个码字,然后调度多个空分复用用户以及其余预编码矩阵。该文采用了一种逐次调度的方式,第一次训练调度一个主发送用户并确定一个次发送预编码矩阵,通过第二次训练选择次发送用户,这种方式能以很小的反馈开销有效控制复用用户之间的相互干扰。同时,该文所提技术能进一步推广到用户具有不同天线配置的异构情形。仿真结果表明,该文技术在具有不同相关性的信道环境下都能获得较优的系统吞吐量。     

60 GHz毫米波通信中上行链路混合波束赋形技术研究

该文针对60 GHz通信网络上行链路提出一种基于码本的混合波束赋形技术,实现复杂度与接收性能之间的折中。用户设备采用固定码本波束切换发射信号,接收设备首先利用码本执行到达角预估,在此基础上进一步设计最佳接收波束,以抑制上行链路相互干扰;并设计一种改进的最小均方误差(LMS)波束形成算法,通过设置有效初值提升迭代性能。仿真结果表明,混合波束赋形算法可有效提升60 GHz通信系统传输性能,同时验证新算法能显著提高接收信号的信干噪比。     

基于码本的有限反馈非酉矩阵预编码多用户MIMO系统

该文提出了一种基于码本的有限反馈非酉矩阵预编码下行多用户MIMO系统。该方案根据用户反馈的信道信息SINR在发送端进行调度和预编码来提高系统容量。预编码的码本设计依据格拉斯曼空间装箱原理,并将码本中的向量按其相关性构成非酉矩阵来提高预编码增益和抑制多用户共道干扰。新方案反馈量少、复杂度低,在相同情况下比传统的单用户MIMO系统和基于码本的酉矩阵预编码多用户MIMO系统都具有更好的性能。     

多波束赋形在非正交多址接入技术中的应用研究

为解决非正交多址接入(NOMA)技术在毫米波Massive MIMO系统中用户的分组受限于基站波束宽度的问题,提出了一种能够产生指向多个方向的波束的波束赋形方案.基于该多波束波束赋形方案,建立了多小区多用户场景下的用户资源分配的数学模型.为降低计算的复杂性,采用两阶段的资源分配算法.在第一阶段中,在给定的功率分配条件下将模型转化为联盟博弈中联盟的生成问题,并提出一种通过迭代确定用户分组和天线单元分配的算法;在第二阶段中,通过将非凸的数学优化问题转化为DC规划问题,提出用户功率分配的算法.仿真结果表明,本文所提多波束波束赋形方案能够有效产生指向多个方向的波束,且所提资源分配算法能够有效提高系统的性能.     

多用户MIMO系统中基于快速匹配调度的有限反馈SDMA

提出了一种能高效利用多用户分集和空分复用增益的有限反馈空分多址(SDMA,space division multiple access)方法。首先利用子空间扰动的方法构造了一种具有分簇结构的多用户预编码码本。基于该码本,进一步给出了一种新型的多用户机会调度算法,该算法利用码本的簇结构实现对信道条件匹配的用户组进行快速的机会调度,同时确定被调度用户的首选码字。仿真结果表明,在蜂窝网络中,与传统的有限反馈SDMA方法相比,所提方法可以在不明显增加反馈开销的前提下显著提高系统吞吐量。     

多天线无线数据通信系统中多用户分集的研究

研究当接收天线不少于发送天线时多输入多输出(MIMO)系统的多用户分集能力。首先从理论上分析了发送天线个数等于1和2时最大似然接收和迫零接收系统的平均吞吐量和调度增益,以及仿真分析了发送天线个数大于2时系统性能。理论分析和仿真表明：在多用户的MIMO系统中,接收的平均信噪比、用户个数、收发天线个数、接收机的结构等对于多用户分集有很大的影响。当发送天线个数为1时,接收天线较少(1,2,3)和平均信噪比为．10dB时调度增益很大,但调度增益随着天线个数和发送功率增大急剧下降。和最大似然接收相比,迫零接收具有更大的多用户分集增益,因此迫零接收机的吞吐量可以很容易超过最大似然接收机。     

异构网中基于BD的协作波束赋形算法研究

波束赋形是下一代无线蜂窝网中提高频谱效率的一项重要技术,文中在多用户波束赋形技术的研究基础上,研究了CoMP中的CB技术。针对LTE系统中的小区间干扰严重,且已有的干扰协调技术无法有效解决边缘用户频谱效率低的问题,LTE-A系统引入了多点协作传输/接收技术。该技术通过相邻小区间的联合处理或协作波束赋形,可抑制小区间干扰,提高用户的接收信号质量,使系统容量和小区边缘用户的频谱效率得到有效提高。     

Throughput and error probability improvement in downlink communication based on MIMO-NOMA using reconfigurable intelligent surface (RIS)

The user far from the base station (BS) can decode the signal via direct transmission or a relay network, but it cannot achieve higher throughput because of its high error probability. The MIMO-NOMA-Relay networks are replaced by MIMO-NOMA-RIS to achieve higher throughput in the proposal. The MIMO-NOMA-RIS sends a superimposed signal to the receiver using a multiple RIS beam scanning algorithm. They can improve the strength of the signal as well as improve the throughput and reduce the probability of error. As more reflecting surface area increases, the strength of the beam-forming signal also increases, which means that the user could receive more signal strength than the direct transmission, amplify and forward (A&F) relay network. In multi-user case, use the max–min power control algorithm (MMPCA) to allocate optimum power to a weaker channel strength user and achieve an optimum result. Method 1 used a single user with RIS to find the system equations. In both single-user and multi-user scenarios, we use MIMO-NOMA-RIS. Our proposed method's complexity is low because of its simplicity. In our proposed method, the MMPCA is used for optimum power allocation, and the resulting non-convex function is converted into a convex one by using successive convex approximations. The result section shows that the RIS achieved the highest throughput and the lowest probability of error.     

一种基于预编码的异构网下行干扰协调方法

在通用移动通信系统（Universal Mobile Telecommunications System,UMTS）异构网络中,理论分析了宏基站对微微（Pico）小区边缘用户的下行干扰问题。在传统空白帧（ABS）方法的基础上,提出了一种干扰避免策略,其主要思想是通过联合时域ABS策略和空域基于码本限制的策略提高传统ABS策略的系统性能,即在ABS子帧上,宏基站并不是完全不发送数据,而是采用码本受限的预编码进行传输。限制的码本可以根据宏小区自身的负载动态进行更改,并通过广播传递给低功率节点（Low Power Node,LPN）,LPN根据得到的信息进行边缘用户的调度。仿真结果表明,提出的方法在最差5%用户吞吐率比ABS方法略有下降的情况下,使用户平均吞吐量得到了提升。     

基于PSO-LBG算法的最优码本设计

矢量量化（VQ）是一种极其重要的信号压缩方法，广泛地应用于图像信号压缩、语音信号压缩领域。它I的主要问题是码本设计，在码本设计过程中，有许多算法被提出。本文提出了PSO和LBG算法相结合的1PSO—LBG算法采设计码本，改善了码本质量，提高了收敛速度。     

Optimal downlink resource allocation for non-real time traffic in cellular CDMA/TDMA networks

In this letter, using a utility-based approach we formulate the optimal downlink resource allocation problem for non-realtime traffic in a CDMA/TDMA cellular network. We then introduce the notion of multi-access-point diversity which is a potential form of diversity in cellular networks, where a signal can be transmitted to the corresponding mobile user via multiple base-stations. A joint base-station assignment and packet scheduling method is then proposed which exploits multiaccess-point and multi-user diversity in one shot. The simulation results of the proposed method show significant throughput improvement due to multi-access-point diversity gain.     

基于非正交多址接入系统的多用户分组优化算法

用户分组算法作为非正交多址接入(NOMA)的关键部分,对系统吞吐量和用户公平性具有重要影响。当用户数量和可用的资源增加时,用户分组的最佳调度将变得不可行,该文提出一种子带间多用户分组优化算法。该算法首先根据用户信道增益差异和子带复用用户数限制条件进行多用户初始分组处理,减小用户搜索空间,然后逐步完成初始分组用户间的优化组合,以几何平均用户吞吐量最大为用户分组准则,进一步提升小区边缘用户的吞吐量。仿真结果表明,所提算法与传统的用户分组算法相比,系统总吞吐量和几何平均用户吞吐量性能提升均超过3%。     

基于遗传算法的最优码本设计

矢量量化是一种极其重要的信号压缩方法,广泛应用于图像信号压缩、语音信号压缩等领域,它的主要问题是码本设计问题,传统的LBG算法及其改进算法只能获得局部最优的码本。本文详细讨论了如何利用遗传算法来获得全局最优的码本,目的应用于说话人识别。本文具体给出了基于遗传算法的最优码本设计算法的实现方法和实验结果。实验表明,本文实现的算法有效。     

用于MIMO广播信道的带多波束选择的正交随机波束成形算法

本文提出一种基于有限反馈的波束和用户选择方案,在这种方案中,用户端利用一个随机正交码本对其信道方向信息(CDI)进行量化,计算其最大信号与干扰加噪声功率比(SINR),并把这些信息反馈给基站;基站根据接收到的这些反馈信息,按照和容量最大的准则选择出多个正交波束以及相应的多个用户.和sharif等人最近提出的方案相比,我们提出的方案能根据系统参数,如用户数和信噪比(SNR),对选择的波束成形矢量及其对应的用户的数量和集合进行调整,当用户数量较小时,和容量性能得到了很大的提升,同时避免了选择波束成形矢量时的用户冲突,另外,基站也不需要广播波束成形矢量给各个用户.     

脏纸编码的多用户MIMO-OFDM系统中基于纳什公平的资源分配算法

MIMO-OFDM技术是实现大容量无线数据传输的一项关键技术。多用户系统中,在最大化系统资源利用率的同时保证用户间资源分配的公平性是系统设计的一个重要问题。该文首先分析了MIMO系统中最大化吞吐量的一种实现方式脏纸编码(DPC),然后基于纳什公平性准则提出了一种用于DPC的多用户MIMO-OFDM系统中的自适应资源分配算法。仿真结果表明,该算法在损失较小系统吞吐量的前提下,很好地保证了用户间资源分配的公平性。     

模糊增强学习码书设计算法及其在图像编码中的应用

本文提出一种用于图像压缩编码的模糊增强学习码书设计算法。该算法是在模糊竞争学习矢量量化的基础上引入增强学习,并用输入训练模式的监督信号与类别模式之间的隶属度控制增强信号。实验结果表明,该算法对初始码本依赖性小,与模糊竞争学习矢量量化和微分竞争学习算法相比,收敛速度更快,性能更好。