基于SLNR预编码的感知无线电技术

感知无线电技术允许多个感知用户之间公平协调共享频谱,由于基站在同一频率同一时隙下可以和几个移动终端同时通信,这将引起用户间的共信道干扰（CCI）。本文引入了预编码的思想,多个感知用户感知并共享频谱时在发射端加入预编码矩阵,基于信漏噪比（SLNR）的预编码同时消除了共信道干扰（CCI）和噪声,提高了感知系统性能。仿真结果说明采用了基于SLNR的预编码后系统性能得到了明显改善,且发射天线数越多,系统性能越好。     

基于最大化容量的SLNR多用户MIMO预编码的研究

在多用户MIMO系统中可以联合预编码和功率分配来提高系统QoS.在重点研究信漏噪比SLNR的基础上,提出一种低复杂度的联合预编码与功率分配的算法.首先利用信道的迹为各个用户分配功率,然后以误码率最小准则为用户的各个空间子信道分配功率,既克服了SLNR只利用单个子信道传输的缺点,同时兼顾系统性能和运算复杂度.理论分析和仿...     

分布式MIMO系统发送天线选择与预编码联合设计

为了抑制多用户分布式多入多出(MIMO)系统中的同道干扰(CCI),使系统同时服务于更多用户,提出一种发送天线选择与预编码的联合设计方法。该方法立足于分布式MIMO系统基站端天线较多的特点,将下行发送天线选择与信漏噪比(SLNR)预编码相结合,通过为用户选择不同天线,从根本上减少CCI;在为每个用户选择天线时,先以信道子矩阵的迹为依据进行端口选择,再采用逐减的方法选择使SLNR损失值最小的天线,以保证每个用户对其他用户的干扰尽量小,从而达到进一步抑制CCI的目的。复杂度分析和仿真结果表明,该方法在具有较低复杂度同时,其容量性能仍可逼近最优算法;较之单纯的SLNR预编码,在相同的容量性能约束下,其能够有效增加系统同时服务的用户数。     

抑制小区间干扰的改进信漏噪比预编码方法

针对下行多用户MIMO系统在多小区环境中系统性能下降的问题,在传统信漏噪比(SLNR)预编码基础上,提出在接收端采用白化滤波器抑制干扰,发射端考虑邻小区干扰加噪声协方差矩阵的预编码方法,消除用户间干扰的同时能很好地抑制小区间干扰,改善系统性能.仿真结果表明,改进算法在最大化新定义的等效信漏噪比的过程中,由于引入的等效信道考虑了小区间干扰,相对于传统算法,可明显提高系统容量.     

基于SLNR与矢量扰动的毫米波大规模MIMO双层混合预编码算法

在多用户毫米波大规模多入多出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）系统中，针对现有基于信漏噪比（Signal-to-Leakage-plus-Noise Ratio,SLNR）准则的混合预编码算法未考虑用户信道质量不同和信道矩阵具有病态性的问题，本文提出了一种联合SLNR与矢量扰动（Vector Perturbation,VP）的双层混合预编码算法.该算法分两层设计预编码矩阵.第一层，考虑用户信道质量不同，提出了基于SLNR准则的匹配加权算法.该算法充分考虑信道系数、预编码矢量和组合矢量的影响设计信道加权因子，利用加权因子对SLNR算法进行改进，从而设计更优的混合预编码器，消除用户间干扰.第二层，根据第一层获取到的等效基带信道，利用迫零（Zero Force,ZF）消除用户天线间干扰.考虑到信道矩阵具有病态性，采用VP算法进一步处理.通过在发射信号上添加扰动矢量减小发射端功率增强的影响.仿真结果表明，相较于同类混合预编码算法，所提算法可以获取更好的误码率（Bit Error Rate,BER）性能和频谱效率.     

基于多用户MIMO系统的下行链路的预编码

研究了多用户MIMO系统基于信漏噪声比(SLNR)的预编码算法,该预编码算法改善了迫零算法(ZF)对天线数的限制,同时由于考虑了噪声的影响,不会有噪声放大;通过优化不同用户的功率分配,仿真证明了该方案比ZF算法在系统的误码率性能上有所提高,并且多数据流的方案较单数据流的方案有容量的提高.     

感知无线电技术中的动态功率分配

在感知无线电系统中,基于信漏噪比(SLNR)的预编码由于同时消除了共信道干扰(CCI)和噪声而提高了系统性能。由于各感知用户的信道衰落不相同,信道质量的好坏直接影响了系统的性能,本文使用了一种动态功率分配算法,在SLNR预编码的基础上乘以功率分配系数,进一步改善系统性能。仿真结果说明采用动态功率分配后系统性能得到了进一步改善。     

多小区MIMO系统中基于泄漏的多用户下行链路预编码新算法

针对多小区MIMO系统的多用户下行链路预编码设计是未来移动通信系统研究的重要内容之一。本文在蜂窝多小区MIMO通信环境下,基于信漏噪声比(Signal-to-Leakage-Noise Ratio,SLNR)最大准则,提出了改进的多用户下行链路线性预编码算法。通过在优化目标中考虑接收端白化滤波器的影响,该预编码算法实现了对用户间干扰和小区间干扰(OCI)的同步抑制消除;在求解预编码矩阵优化问题时,本文基于QR分解提出了一种新的低复杂度求解算法,该算法能以较低的计算复杂度实现系统性能的有效提升。仿真实验结果表明,本文的改进SLNR线性预编码算法能有效抑制小区间干扰(OCI)的影响,使多小区MIMO系统获得更高的和速率(Sum Rate)容量。      

单中继多用户MIMO系统中继预编码新方案

针对单中继多用户多输入多输出(MIMO)通信系统中用户间干扰问题,提出了一种可以有效抑制用户间干扰的中继接收和预编码方案。该方案在中继端对信号进行迫零(ZF)接收,利用最大化信漏噪比(SLNR)准则设计中继端预编码向量,并针对难以获得最优解的情况,利用迭代解出次优解。仿真结果表明,与中继端ZF预编码相比,SLNR预编码更好地抑制了用户间干扰,相同和速率性能下,基站发送端功率比ZF预编码减少4 dB,具有实用价值。     

多小区MIMO系统中小区间干扰抑制的预编码研究

为了抑制多小区多输入多输出(MIMO)系统中存在着小区间的共道干扰(CCI),文章研究了基于最大信漏噪比(SLNR)准则的预编码方案.不仅减少了基站间的数据交互量,而且通过仿真与迫零预编码(ZF)相比,在吞吐量和误比特率方面有着更好的表现.     

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.     

高速移动环境下基于动态CSI的MIMO系统改进模代数预编码

针对高速移动场景下信道快时变特性给多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）系统预编码带来的技术挑战,提出基于动态信道状态信息（Channel State Information,CSI）的MIMO系统改进模代数预编码（Tomlinson-Harashima Precoding,THP）算法.该算法利用信道统计量信息以及相关性构建动态CSI模型,更准确实时地体现当前信道状况;进一步地,提出一种基于循环遍历搜索的多用户调度算法,以最大化信干噪比为目标进行用户调度,且将多用户调度算法应用到THP中,提高了预编码精度.仿真结果表明,所提算法相比传统预编码算法具有更优的误码率性能和信道容量,验证了所提算法能有效地适应高速移动场景.     

空间相关莱斯衰落信道下基于部分信道信息的多用户预编码与调度算法

在空间相关的莱斯衰落信道模型下,针对多用户MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统潜在的多用户分集增益和空间分集增益,该文提出了一种基于部分信道信息的多用户预编码与调度算法。结合部分瞬时信道信息和统计信息,利用约束最大似然估计对各用户信道矢量进行估计,然后利用估计的各用户信道调度多个用户进行预编码。仿真结果表明,该方案以较少的反馈开销,获得了较大的性能增益。     

大规模MIMO时分双工系统的鲁棒预编码设计

对于采用大规模MIMO技术的时分双工系统,天线互易误差会破坏上下行信道互易特性,大幅降低预编码算法下行传输性能。由于实际系统难以完全消除天线互易误差,该文以最大化各用户平均信泄噪比为目标,根据天线互易误差的统计特性,设计了对该误差具有鲁棒性的线性预编码算法。同时为了进一步降低用户接收端的等效噪声功率,该文还将该线性鲁棒预编码算法扩展为基于矢量扰动的非线性鲁棒预编码算法,并通过减格辅助技术降低其扰动矢量求解复杂度,使其更适用于大规模MIMO系统应用。计算机仿真结果表明在存在基站天线互易误差条件下,该文所提出的线性与非线性鲁棒性预编码算法的性能均优于传统预编码算法的性能。     

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。     

一种改进的SLNR多用户MIMO预编码方法

MU-MIMO系统中,基站在相同的时间与频率资源上与多个用户进行通信,导致不同用户之间存在同信道干扰。SLNR预编码方法将联合优化的问题转化成若干个独立优化问题,在系统性能与复杂度之间取到很好的折中。提出了一种改进的SLNR预编码方法,该方法在泄漏信号的基础上,考虑干扰信号的影响,对预编码向量进行迭代优化。仿真结果表明,与SLNR方法相比,该方法在理想CSI和非理想CSI情况下都可以进一步提高系统的吞吐量。     

Interference alignment scheme for massive MIMO system

The performance of massive multiple-input multiple-output （MIMO） system is limited by pilot contamination. To reduce the pilot contamination, uplink and downlink precoding algorithms are put forward based on interference alignment criterion. In the uplink receiving processing, the target function aligns the pilot contamination and the interference signals to the same null space and acquires the maximal space degree of the desired signals. The uplink receiving precoding matrix is solved on maximal signal to interference plus noise ratio （SINR） criterion considering the impact of the pilot contamination on channel estimations. The uplink receiving precoding matrix is used as the downlink transmitting precoding matrix. Exploiting the channel reciprocity, it is proved that, if the uplink receiving precoding matrix achieves maximal S1NR, the identical precoding matrix can be used in the downlink transmission and acquires maximal signal to leakage plus noise ratio （SLNR）. Simulations show that the spectrum efficiency of the proposed algorithm can reach about 1.5 times higher than that of popular matched filtering （MF） precoding algorithm, and about 1.1 times higher than multi-cell minimum mean square error （MMSE） precoding algorithm. The performance of the proposed algorithm can be improved approximately linearly with the increasing of the number of antennas.