存在反馈延迟的短波MIMO预编码系统设计

利用基于码本的预编码MIMO技术去提升短波通信的空间分集增益,短波天波信道利用电离层的一次或多次反射进行远距离通信,信号传播延时较大,为了消除反馈延时对预编码MIMO系统性能的影响,文中基于Kalman滤波器提出一种信道估计与预测模型,自适应地跟踪短波时变信道,接着根据ITS短波时变信道模型提取信道时域特征,估计出预测模型参数,通过与传统无信道预测的预编码方案进行对比,方案能够有效降低反馈延迟对短波MIMO预编码系统性能的影响。     

一种改进的信号泄露噪声比多用户预编码算法

时分复用(TDD)系统通过信道互异性可以在发送端得到下行信道矩阵。由于上下行信道存在着处理延时,时变信道下,延时带来的信道误差会降低多用户MIMO预编码的系统性能。信道预测在某些情况下能够较好地改善信道误差,但预测误差又会给系统性能带来损失。该文针对预测误差带来的性能损失,提出了一种基于预测误差改进的预编码算法。改进算法根据预测误差的方差对预编码向量进行修正,能够进一步提高系统误码率性能。仿真结果表明,在高车速情况下,该算法比传统的预测预编码算法能带来更大的性能增益。     

MIMO系统中基于ZF/MMSE检测的自适应功率分配方案

 本文研究了MIMO系统中的功率分配技术.针对基于ZF/MMSE检测的MIMO系统,提出了一种简单的自适应功率分配方案.该方案在不使用预编码技术对MIMO信道进行对角化的前提下,遵循最小化系统BER的准则,为发送数据流分配发射功率.与采用SVD预编码的功率分配方案相比,本文提出的方法减少了系统需要的反馈信息量.仿真表明该方法能够有效地提高系统的BER性能,而且基于MMSE检测的系统性能接近于采用SVD预编码的功率分配性能.     

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。     

大规模MIMO下行预编码技术

考虑大规模多输入多输出(MIMO)中导频序列开销过大以及预编码复杂度的问题,提出了两种适用于大规模MIMO的预编码技术:基于用户调度和波束选择的波束分多址(BDMA)下行传输技术,即通过简单高效的贪婪算法进行用户调度和波束分配,使不同的用户在正交的波束上进行传输;基于用户分组的两级预编码技术,即基于用户分组的两级预编码方法,利用聚类算法将信道特性相似的用户分为一组,基站进行第一级组间干扰消除预编码,基站获取分组的等效瞬时信道后,进行第二级组内干扰消除预编码。研究结果证明:两种下行传输技术在解决大规模MIMO中导频开销过大和系统复杂度问题方面都是切实有效的。     

MIMO技术在窄带移动通信系统中应用研究

探讨了利用MIMO技术改进窄带移动通信系统的原理,对窄带移动通信系统应用MIMO技术时的编码格式、信道特性预测和天线配置等问题进行了研究,提出了采用空时码或空频码的编码格式、利用已有信道预测软件、发射天线距离不小于10个波长等方案,具有现实的经济效益和军事效益。     

MIMO技术在窄带移动通信系统中应用研究

探讨了利用MIMO技术改进窄带移动通信系统的原理,对窄带移动通信系统应用MIMO技术时的编码格式、信道特性预测和天线配置等问题进行了研究,提出了采用空时码或空频码的编码格式、利用已有信道预测软件、发射天线距离不小于10个波长等方案,具有现实的经济效益和军事效益.     

LTE-A下行单用户MIMO增强技术研究

无线通信系统中,基站可以针对信道空间特性采用不同的下行传输模式获得空间复用增益和波束成形增益以提升系统性能。LTE-A中的下行单用户MIMO增强技术,采用了基于码本以及非码本的预编码技术优化性能,有必要分析其技术特点和增益来源以指导产品设计。分析了LTE-A中单用户MIMO技术演进的新特点,着重研究了新的双码本结构,在对信道属性匹配、码本搜索运算复杂度和UE上报载荷方面的改进。针对LTE-A预编码技术性能问题,通过计算机链路级仿真比较了LTE—A中基于码本以及非码本预编码技术的吞吐量性能,仿真结果表明码本技术较非码本技术具有一定优势。     

基于双向MIMO中继系统的一种预编码策略

为了克服已有的双向MIMO中继系统模型中预编码技术计算量大的缺点,提出了一种基于双向MIMO系统的三时段预编码策略,给出了该策略的模型和算法。该模型的中继节点预均衡各信道状态信息影响(CSI)后将合并信号分时段发送给不同通信节点,简化了传统中继转发矩阵对多信道信息的联合设计。理论计算和仿真结果表明,该策略在性能和复杂度之间得到了良好的折衷     

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.     

LTE系统中下行预编码技术

长期演进技术（LTE,Long Term Evolution）采用正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）和多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output）相关技术作为其无线网络演进的标准。MIMO是下一代无线移动通信的关键技术之一,它通过使用多天线来抑制信道衰落,能够获得比传统单输入单输出（Single Input,Single Output）系统更高的信道容量,在实际中有广泛的应用。文中主要研究了LTE系统中MIMO下行链路的预编码技术以及相关仿真算法。仿真结果表明了LTE系统中预编码技术的有效性。     

统计和瞬时CSI混合的3D MIMO预编码

本文针对分别具有统计信道状态信息（Channel State Information,CSI）和瞬时CSI的用户,研究了两类用户在三维多输入多输出（Three-Dimension Multiple-Input Multiple-Output,3D MIMO）系统中的下行链路传输模式,解决了混合利用统计和瞬时CSI的下行预编码的设计问题。利用3D MIMO信道的克罗内克积的性质,提出了一种用于最小化基站总发射功率的扩展迫零预编码的方法,并分别求解其最优水平预编码矩阵和最优垂直预编码矩阵。仿真结果表明,该方案具有更低的复杂度和良好的速率。      

3D MIMO系统下水平和垂直维联合预编码的研究

第五代(5G)移动通信网络将会在很大程度上提高无线通信的速率。由于多入多出系统(MIMO)能够满足5G网络中对信息速率越来越高的要求,现在正受到广泛的关注。然而,传统意义的二维(2D)MIMO技术仅仅能控制水平维的波束。为了满足5G的需求,需要引入能同时考虑水平维和垂直维波束的三维(3D)MIMO技术。本文基于3D MIMO信道模型,在分析3D MIMO信道相关性的基础上,针对发射相关和接收相关矩阵在水平维和垂直维的分解,提出了一种利用3D MIMO信道相关性的有限反馈预编码方案。并在此基础上,结合2D MIMO信道下的DFT码本和Grassmannian码本,提出了两种新的3D MIMO信道下的码本。实验结果表明,提出的3D MIMO预编码方案整体性能优于传统2D MIMO和现有的3D MIMO预编码方案。在3D MIMO系统中,由于可以动态调节天线的下倾角,故充分发掘了空间三维自由度。3D MIMO预编码技术减小小区间干扰,增加了系统容量,有效地提高了整个通信系统的性能。      

多用户MIMO系统基于消息块预编码的可信通信技术

针对多用户MIMO窃听信道,提出了在未知非法接收者任何信息的前提下,实现可信通信的基于消息块的人为干扰和预编码算法,并且在实现可信通信"可信性"的同时,考虑了"有效性"和"效率"问题。人为干扰仅干扰非法接收者,而不对合法接收者产生任何影响。预编码算法是已有的用于消除多用户干扰的"迫零"方式与基于SVD分解的线性预编码方式的结合。与基于单消息符号的预编码方式相比,提高了可信通信的效率。仿真结果表明,其进一步降低了非法接收者的SINR,并提高了多用户MIMO系统的通信容量。     

MIMO-OFDM系统中信道盲估计与检测

针对MIMO-OFDM系统,提出了一种基于子空间的盲信道估计与检测方案,该算法将阵列信号处理的思想应用到MIMO-OFDM系统中,通过发送端信号的冗余编码,利用一种类ESPRIT算法进行盲信号检测和信道估计。仿真结果表明该算法的有效性及其信道盲估计方法的性能。     

一种多用户多中继MIMO通信系统迭代预编码方案

该文针对多中继MIMO通信系统多用户传输时的用户间干扰问题,提出了一种可以有效抑制多用户干扰的发射端与中继端迭代预编码的方案。该方案首先在中继端进行多中继联合的迫零预编码,然后将基站与多用户之间等效为一个点到多点的MIMO信道,采用最大化信漏噪比的预编码方法,在发射端进一步消除用户间的干扰,同时避免了噪声放大的影响,进而通过中继端预编码与发射端预编码的多次迭代,更好地保持了多中继并行传输引入空间分集所带来的性能优势,有效地抑制了用户间干扰,获得了更高的系统和容量。     

Low Complexity Iterative-QR (IQR) Precoder Design Based on Structure Blocks for Massive MIMO System

Massive multiple-input multiple-output (MIMO) technology is a promising technique having a high spectral efficiency for future wireless systems. Counterintuitively, the practical issues of transmitted signals are being attenuated by fading, propagation limitations, and implement non-linear precoding are solved by enlarging system dimensions. However, the computational complexity of precoding grows with the system dimensions. The existence block diagonalization (BD) precoding, which completely pre-cancels the multiuser interference is very complicated to implement with the use of a large number of BS antennas, since it considers full multiplexing order. Motivated by the high performance of the BD and generalized for the case when the users have multiple antennas, we propose a structure blocks based on iterative QR decompositions (IQRDs) to compute the precoding scheme. The proposed BLIQR-based precoder designed partitioned the channel matrix into capable square-wise blocks matrix and the IQRDs are applied to the blocks channel matrix. The channel matrix is partitioned such that it can fulfill the multiplexing order for the use in Massive MIMO. The computational complexity of the proposed design is effectively reduced and the sum-rate performance is improved, especially in large number of BS antennas. The performance of the proposed scheme achieves a good trade-off between throughput and computational complexity.     

Channel prediction for precoded spatial multiplexing multiple-input multiple-output systems in time-varying fading channels

Conventional precoded spatial multiplexing multiple-input multiple-output (MIMO) systems using limited feedback are mainly based on the notion of time invariant channels throughout transmission. Consequently, the precoding matrix can be found during the training symbols and used over the subsequent data symbols. In this study, the authors consider a more practical system where the channel varies from one block of symbols to another. In such a scenario, the precoding matrix designed at the receiver based on the previous training symbols becomes outdated, which results in significant system performance degradation. In order to avoid this problem and reduce performance degradation, the authors propose the use of a Kalman filter linear predictor at the receiver to provide the transmitter with the precoding matrix for the next block of symbols. The performance of this method is assessed using computer simulation, and the obtained results for the proposed channel prediction demonstrate improved bit error rate performance for time-varying Rayleigh fading channels.     

Efficient Beamforming by SLNR Maximization for Dual-Hop Relay Assisted MIMO Network

Relay beamforming is a key signal processing technique to mitigate interference in single and multiuser multiple input and multiple output (MIMO) wireless communication networks. In MIMO relay networks interference cancellation is an essential task of the study to get optimal network capacity. In this paper, the problem of interference resulted from leakage signal from desired signal for intended antenna, which causing interference to other antennas of the same user with multiple antennas is tackled. The criterion of signal to leakage plus noise ratio (SLNR) maximization is considered to design a vector by vector relay downlink precoding based on Fukunaga Koontz transform. This can control the interference among multiple antennas and maximize SLNR. However, matched filter beamforming is utilized at the relay receiving side that can increase output signal to noise ratio at the relay node. The channel state information of both the channel between source to relay and relay to destination is assumed at the relay node. The effectiveness of the proposed technique is studied and compared with conventional relay precoding techniques. Simulation is carried out in MATLAB environment using ideal channel conditions. This study demonstrates that, the proposed scheme for relay assisted MIMO networks can improve overall system performance in terms of ergodic capacity.