一种低复杂度的多用户MIMO THP排序算法

Tomlinson-Harashima预编码算法是一种有效的多用户多输入多输出下行链路算法,但是它的性能严重依赖于预编码符号的顺序．为了有效地衡量Tomlinson-Harashima预编码排序算法的性能,定义了一种排序增益因子．在此基础上为了最大化排序增益,提出了一种基于近似等对角QR分解的低复杂度Tomlinson-Harashima预编码排序算法．该算法通过对信道矩阵的行向量排序,使信道分解后的三角阵具有近似相等的对角元素值,改善了排序性能．仿真表明,与优化的Tomlinson-Harashima预编码排序算法相比,该算法大大降低了计算复杂度,而误码率性能几乎没有损失．     

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.     

结合功率分配的干扰对齐预编码优化算法

针对K用户多输入多输出干扰信道系统提出了一种基于功率分配预编码优化算法.首先通过信道的奇异值分解,基于矩阵弦距离,选出一组与最好的特征子信道最为匹配的预编码矩阵来传输信号,然后根据信道矩阵信息的强弱进行功率分配,从而对预编码矩阵进行优化,可最大化保证接收信号的强度.仿真结果表明,该算法未用迭代计算预编码矩阵和接收抑制矩阵,不仅使整个系统的复杂度大大降低,而且在系统和速率有微小损失的情况下,提高了系统的误码率性能.     

一种TDD-MIMO系统混合预编码传输机制

针对TDD-MIMO系统中,天线之间存在相关性时会影响系统性能的问题,提出一种混合预编码传输机制.在该机制中,基站首先采用一种低复杂度的信道估计算法来计算信道矩阵,然后计算信道矩阵的相关度来判断相关性的高低并选择相应的预编码方式.当相关度大于等于转换系数时,采用基于协方差矩阵的预编码;反之,则利用基于LR的预编码.仿真结果表明,该机制充分利用了2种预编码分别适用于不同相关性范围的特点,在降低了系统的误码率的同时保持了低复杂度,提高了系统在天线之间存在相关性时的容量.仿真验证了该机制的有效性.     

下行多用户MIMO系统中低复杂度块对角化预编码算法

为在保证误码性能的情况下降低块对角化预编码算法计算复杂度,提出一种基于矩阵伪逆与LDL“分解的多用户多输人多输出（MIMO）系统块对角化（BD）预编码改进算法LDLHBD（QR）。算法通过全局信道矩阵伪逆与块QR分解进行零空间计算,避免复杂的矩阵奇异值分解（SVD）,快速实现信道块对角化。并采用能提供均匀子信道增益的LDL“方式对等效信道进行优化分解,实现预编码矩阵设计。仿真结果表明该算法计算复杂度明显降低,并获得了与传统块对角化算法相近的误码率性能。     

低复杂度的OFDM系统有效吞吐量最大化算法

针对OFDM系统有效吞吐量最大化问题,提出了一种低复杂度的资源分配算法LCGM.该算法的子载波采用统一的编码调制方式,以等误比特率的方式分配功率,并在此条件下将有效吞吐量最大化问题进行简化.利用有效吞吐量函数在平坦衰落信道和频率选择性衰落信道下为单峰函数这一特点,通过引入一种新的等效信道增益,采用二分法确定数据占用的子载波集合.仿真结果表明,LCGM算法以较低的复杂度获得了与高复杂度算法相当的有效吞吐量,在性能和复杂度之间取得了较好的折中.     

多用户MIMO下行系统迭代迫零预编码

针对多用户多入多出(MIMO)下行系统,在用户分配单路数据流情况下,提出了一种低复杂度迭代预编码算法．算法使用迫零准则设计预编码向量,采用最大比合并更新接收向量．在用户分配单流时,该算法与已有的迭代Nu SVD算法相比,不仅在性能上几乎没有损失,而且单次迭代复杂度的数量级下降为原算法的1/K(K为用户数目,K≥2),总复杂度下降超过50%,仿真结果验证了所提算法的性能.     

基于格基约减的多天线预编码处理机制

针对闭环多天线系统提出一种基于格基约减（LR）的预编码处理机制. 接收端对估计出的信道衰落矩阵进行LR量化处理,并向发送端反馈量化信息;发送端据此对发送信号进行预编码. 该机制一方面可以使得接收端线性检测,即获得满分集;另一方面,可使等效信道的多个子链路性能接近,避免发送端进行多次调制编码方式选择,有效降低系统复杂度. 仿真结果表明,基于LR的预编码在系统吞吐量性能上优于现有的相同码本大小的预编码方案,在信噪比为16dB时,吞吐量的增益为28%.     

MIMO广播系统中的用户丢弃准则

针对MIMO下行系统中基于ZFBF的多用户贪婪选择算法复杂度高的问题,给出了一个用户丢弃准则,采用该准则的改进算法相比已有算法不仅性能上几乎没有任何损失,而且能显著减少每次进行用户选择时所需考察的备选用户数,从而降低计算复杂度。仿真结果表明,当信噪比较低时,采用该用户丢弃准则使得计算复杂度的下降超过50%。     

多波束卫星系统中低复杂度预编码技术

针对减格辅助Tomlinson-Harashima预编码(LRA-THP)算法复杂度高的问题,提出一种适用于多波束卫星系统的低复杂度预编码算法. 该算法根据用户间的距离对用户进行分组,然后利用矩阵求逆及正交三角分解(QR)计算预处理矩阵,用于抑制分组间干扰. 计算过程中充分利用多波束卫星系统特点,减小预处理矩阵的维度,从而进一步降低算法运算量. 各分组内分别采用LRA-THP,消除残留用户间干扰. 仿真结果表明,相比LRA-THP,该算法的运算复杂度能降低92.5%,同时性能损失控制在0.2 dB. 另外,该算法能获得与已有的分组预编码算法相近的误码性能,同时使运算量降低69.7%. 该算法的低复杂度及灵活性使其具有较强的实用价值.     

Low complexity lattice reduction aided precoding algorithm with orthogonality defect threshold for MIMO systems

To reduce the complexity of lattice reduction aided (LRA) precoding, a low complexity LRA precoding based on the orthogonality defect threshold is proposed. We introduce the orthogonality defect (od) threshold as an early-termination condition into the lattice reduction (LR) algorithm which can reduce computational complexity by adaptively early terminating the LR processing. And, sorted QR decomposition of the channel matrix is used to enhance the probability of the early termination which further reduces computational complexity. Moreover, to achieve a favorable tradeoff between performance and complexity, we define a power loss factor (PLF) to optimize the od threshold. Simulation results show that the proposed algorithm can achieve significant complexity savings with nearly the same bit-error-rate (BER) performance as the traditional LRA precoding algorithm.     

低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法

提出了一种低复杂度的多用户多输入多输出(MIMO)下行链路块对角化预编码算法,证明了该算法能够实现与传统块对角化算法完全相同的系统总容量.算法基于迫零方法进行改造,通过对迫零向量实施格拉姆-施密特正交,可以快速实现等效下行链路的全局块对角化,从而获得最终的预编码矩阵.由于算法避免了传统块对角化算法求解零空间所进行的矩阵...     

LTE-A系统中的码字选择方案

利用先进的长期演进系统中8天线预编码2级码本结构,提出了分步反馈长时预编码矩阵指示符和短时预编码矩阵指示符的码字选择算法.接收端根据信道容量近似解的最大值计算反馈长时预编码矩阵指示符,然后通过遍历方法确定短时预编码矩阵指示符的反馈值.该方法能提高反馈的有效性,降低计算复杂度.仿真结果表明,分步反馈预编码码字选择算法的性能比最优码字选择算法相差约0.2dB.     

一种多小区MIMO系统的分层预编码方案

针对多小区MIMO系统中干扰抑制的问题,提出了一种基于分层结构的预编码解决方案．在传统预编码算法的基础上,通过引入信漏噪比概念并借助于博弈论原理,在小区内和小区间分层进行预编码处理,根据每层具体场景,预编码权值基于不同的准则和方法进行选择,使得在较低复杂度下能够获得较好的多小区多用户干扰抑制的效果．仿真结果表明,本方案在多小区和单小区典型场景下,与现有方案相比,性能均有一定的提升．     

一种协作多点多用户通信系统的预编码方法

提出了新的线性预编码方法,适用于联合处理模式下的协作多点多用户多输入多输出下行链路传输系统. 该方法通过信道矩阵的扩展,引入低复杂度的矩阵分解方法,有效抑制了噪声和多用户干扰这2个因素对系统的影响,并适用于接收端各用户配置任意根天线的系统;提出了在基站总功率受限的约束条件下次优的功率分配方案. 通过对算法复杂度的分析和性能仿真可知,所提方法不仅从总体上降低了中央控制站的处理复杂度,而且改善了系统性能.     

一种改进的块对角化预编码算法

为进一步提高块对角化预编码算法的性能,提出一种多用户多输入多输出下行链路中基于Givens变换的正交三角（QR）分解改进块对角化算法（QR-Givens-BD）。在块对角化预编码算法中,首先需要求出预编码矩阵的前半部分来解决多用户干扰问题,然后求出预编码矩阵的后半部分来降低用户自身天线间的数据干扰。在求解预编码矩阵的前半部分时,使用的核心算法是矩阵的正交化算法,矩阵的正交性的强弱将直接影响块对角化预编码算法的误码率性能的好坏。因此,针对块对角化预编码算法中的矩阵正交化算法,使用基于Givens变换的QR分解正交化算法替换原有正交化算法,求解预编码矩阵的前半部分,从而获得信道干扰矩阵零空间的正交基。通过对矩阵采用本方法进行正交分解,可以获得正交性更好的正交矩阵,从而进一步降低系统误码率。仿真结果表明,本文所提出的算法与传统的块对角化算法相比,在降低了计算复杂度的同时大幅提高了系统的误码率性能;与基于Gram-Schmidt正交化的改进块对角化算法相比,在略微增加复杂度的前提下可以提高3～5 dB的误码率性能。     

改进相位迭代的低精度混合预编码方法

针对毫米波大规模天线(Massive-MIMO)系统中,低精度移相器的模拟预编码算法复杂度高的问题,该文提出一种改进的迭代相位混合预编码算法。该算法将模拟预编码优化矩阵分解为列向量逐个求解,并采用2阶秩矩阵近似得到次优的优化函数,然后将优化函数转化为求和形式并迭代收敛求得最优相位,以此降低计算复杂度。同时,为了最大化硬件效率,还设计出移相器相位分辨率为1 bit的模拟预编码方案。理论分析和仿真结果表明,所提算法计算复杂度较低,且其频谱效率更优。