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。      

Pairwise subcarriers weighting for suppressing out‐of‐band radiation of OFDM

This paper proposes a subcarrier weighting technique to suppress the out‐of‐band radiation of OFDM signals. By mapping and weighting the same data on an adjacent pair of subcarriers, the spectrum sidelobes are suppressed perfectly through sidelobes mutual cancellation. The optimum weighting factor is derived based on a rectangular pulse‐shaped OFDM spectrum model. Compared with existing out‐of‐band suppression schemes, the proposed scheme not only requires less computational burden but also achieves better spectral roll‐off. For example, when the cyclic prefix of a one‐eighth OFDM‐block length is added, the proposed scheme suppresses the 10‐dB radiation at the center frequency between two subbands which are using cognitive radio. Analytical and simulation results also show that the proposed scheme improves the system carrier‐to‐interference ratio by 10 dB at a normalized frequency offset above 0.1, which leads to the performance improvement in terms of the BER on AWGN channel and multipath fading channel. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

大规模MIMO异构网络中的干扰协调和预编码设计

在大规模MIMO异构网场景下,提出了一种针对抑制用户间干扰及跨层干扰的预编码方案:宏基站配备大规模天线,为降低复杂度及信道反馈信息,采用两层预编码,其中,外层预编码用来抑制簇间干扰,内层预编码抑制用户间干扰;微用户根据宏基站产生的干扰的强度不同,采用不同的干扰处理方式:强干扰时进行主动干扰删除,弱干扰时将干扰当作噪声。同时,给出了每种处理方式下微基站预编码的解析解。仿真结果表明,该方案能够获取较高的系统吞吐量。同时,由于两层预编码和解析解的引入,该方案具有较低的计算量及较高的处理效率。      

多小区块对角化的MMSE矢量扰动预编码

针对多小区基站协作的多输入多输出(MIMO)系统中,小区之间和用户之间的干扰对系统造成的性能降低的问题,提出了基于块对角化的最小均方误差(MMSE)矢量扰动预编码方案,实现多小区系统的性能改善。首先使用块对角化方法消除多小区间干扰;在预编码设计环节上,通过MMSE准则设计预编码矩阵,从而抑制病态信道对系统性能的影响;最后使用格基规约方法求解发射端矢量扰动信号。仿真表明,提出的算法提高了多小区矢量预编码的误码率性能,使其优于已有的块对角化及矢量扰动预编码等算法的误码率。     

脉间二相编码雷达信号的二维处理

超视距雷达系统广泛应用于高频返回散射探测领域,而雷达波形设计则是高频超视距雷达的重点研究课题之一.研究了一种高重复频率脉间二相编码脉冲雷达波形,并提出了针对这种雷达波形的二维信号处理方案.仿真结果表明,新方案能有效地抑制距离旁瓣,提高回波信号检测目标的动态范围.     

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。     

散斑调制用于提高体全息相关器的识别率

体全息相关器能够进行快速的光学并行相关识别．但是在相关识别的过程中，页间串扰导致相关结果中旁瓣太多，影响了相关峰的判断，大大降低了相关器的识别准确率。为了抑制旁瓣．对传统的体全息相关公式中所产生串扰的因子进行了分析，引入了随机函数的自相关函数作为调制因子对公式进行修正．可以实现在水平方向和竖直方向同时抑制旁瓣．抑制效果与全息图的厚度无关。并提出在相关器的物光光路中物的前方放置随机相位器，实现对物函数的散斑调制。理论分析、数值计算及实验结果表明．该方法可以抑制旁瓣．突出相关峰．提高体全息相关器的识别准确率和通道密度。     

Grassmannian precoding MU-MIMO scheme

In this article, a Grassmannian precoding multiuser multiple-input multiple-output （MU-MIMO） scheme for downlink transmission is proposed. The proposed MU-MIMO scheme will perform scheduling and precoding simultaneously at the base station, to obtain both the multiuser diversity gain and the precoding gain, to maximize the system capacity. The precoding method is related to Grassmannian precoding, which extends the point-to-point single-user Grassmannian precoding to point-to-multipoint multiuser Grassmannian precoding. It provides further significant system capacity enhancement than the single user MIMO （SU-MIMO） system and also outperforms the block dia~onalization （BD） algorithm under the same simulation environment.     

基于干扰对齐的D2D混合网络干扰管理研究

针对如何有效抑制蜂窝与D2D混合网络中的干扰问题,提出了一种基于干扰对齐的干扰协调策略。通过建立k对D2D用户(DUE)复用蜂窝用户(CUE)上行资源的干扰模型,并分别在发送端和接收端设计发送干扰抑制预编码,使得在某一接收端处的干扰均对齐在接收信号的零空间上,从而抑制区内和区间两大干扰。仿真证明,文中所提出的基于干扰对齐的功率分配方案,比其他算法能获得更大的系统总速率,从而最大化混合网络的自由度。     

基于字典学习的毫米波大规模MIMO系统混合预编码

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题,采用字典学习的思想,提出了一种高精度混合预编码方案.该方案首先对全数字预编码矩阵的各列采用稀疏表示;进而按列将字典原子从稀疏表示中分离出来,通过对误差矩阵采用奇异值分解(SVD)来更新对应的字典原子,直到所有字典原子更新,以形成新的字典矩阵;最后,利用更新后的字典矩阵稀疏重构全数字预编码矩阵,以得到模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵.仿真结果表明,相较于基于正交匹配追踪(OMP)的混合预编码方案,所提方案在提升系统频谱效率和降低误码率方面具有明显的优势.     

多波束移动卫星系统的自适应开环预编码方法

对于卫星移动通信系统,由于卫星与地面终端之间的相对运动以及星地间传输延迟,传统的基于理想信道信息的预编码方法是不适用的。针对这一问题,提出了一种基于开环信道估计的预编码方法。卫星端利用开环获取的部分信道信息实现多波束联合预编码,并导出了系统传输速率的闭合解析表达式。此外,为了克服强干扰环境下多波束预编码系统性能恶化问题,提出了一种自适应预编码传输方法。卫星发射机依据开环获得的慢时变用户位置信道信息和信道统计量信息,自适应地选择预编码方法或传统频率复用方法,实现最优的系统性能。理论分析和仿真结果表明,与传统的干扰抑制方法相比,所提方法能实现更优的系统性能,同时也克服了传统预编码方法的局限性。     

基于半正定松弛的MIMO系统下行链路预编码方案

多用户多输入多输出系统下行链路中,信漏噪比最大化的预编码方法的发射功率控制方式并不能有效保证用户可达的信漏噪比,该文提出追求信漏噪比约束下最小化发射总功率的预编码器设计方案。利用半正定松弛的方法对目标问题可以进行有效地求解,并且在设计目标中增加功率约束条件,能有效降低基站的发射总功率。仿真结果显示相比于信漏噪比最大化方法,该文提出的方案在满足较大的信漏噪比门限时具有更好的系统误码性能和更低的发射总功率,并且随着信噪比的增加,其发射总功率不断降低。     

全双工大规模MIMO异构网络频谱效率分析及优化

本文研究全双工大规模多输入多输出（multiple-input-multiple-output, MIMO）异构网络。推导了采用迫零（zero-forcing, ZF）预编码/检测方案的上下行渐近信干噪比（signal-to-interference-plus-noise ratio, SINR）的闭合表达式。根据理论分析,提出了基于几何规划（geometric programming, GP）的功率控制方案和基于部分用户选择（partial users selection, PUS）的跨层干扰消除方案,改善系统频谱效率。仿真结果表明,与传统方案相比本文提出的功率控制方案和跨层干扰消除方案能够显著提升异构网络的频谱效率。      

Complex Regularized Zero Forcing Precoding for Massive MIMO Systems

Wireless Personal Communications - In this paper, an energy efficient precoding scheme is proposed for massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems. The proposed precoding scheme...     

自适应调制STBC-OCT预编码在MIMO-OFDM VLC系统中的研究

为改善多入多出正交频分复用(MIMO-OFDM)的可见光通信(VLC)系统的性能,提出将自适应调制、空时分组码(STBC)及正交循环矩阵变换(OCT)相结合应用于该系统中,设计并建立了一个2×2 MIMO-OFDM系统,来评估所提出的自适应调制STBC-OCT预编码方案的性能。在不同的调制方式、不同的编码方案下研究其误码率（BER）性能、峰均功率比(PAPR)性能、不同的直流偏置（DC）与驱动电压峰值(V_PP)下的BER性能。结果表明:与其它预编码方法相比,采用自适应调制STBC-OCT预编码方案能获得相对均衡且高的信噪比（SNR）值及更低的PAPR。当传输距离为0.5 m,DC为2.7 V、V_PP为2.7~2.8 V时所提方案能获得最佳的BER性能,并始终低于前向纠错(pre-FEC)门限7%的阈值3.8×10?3。该方案能够有效地克服MIMO-OFDM VLC系统带宽限制的问题并提供最佳的可靠性。     

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.     

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。      

基于最大输出信噪比准则的自适应脉冲压缩

传统的匹配滤波只能将距离旁瓣压缩到一定的程度,因此可能出现强目标的旁瓣掩盖弱目标的情况。针对上述问题,该文提出了基于迭代思想和最大输出信噪比准则的自适应脉冲压缩方法,该方法利用先验目标距离像信息来实现自适应地抑制距离旁瓣和噪声。该文首先推导了算法原理,然后给出了算法的实现步骤,最后讨论了算法的收敛性及优化。仿真结果表明,该算法可以自适应地实现旁瓣抑制,并在多目标和运动目标的情况下能够实现有效的脉冲压缩。     

大规模MU-MIMO系统归一化预编码算法

针对大规模MU-MIMO系统中预编码技术性能不佳的问题,在不完善信道状态信息(CSI)的情况下,对迫零(ZF)和最大比发射(MRT)预编码技术提出了两种归一化算法：向量归一化与矩阵归一化。首先基站通过上行导频序列估计CSI,并在下行链路中用所提的算法对预编码矩阵进行归一化处理,然后将其与发送信号以及信道进行匹配。仿真结果表明,在高信噪比时,ZF预编码使用向量归一化算法实现了更好的系统性能;而在低信噪比时,MRT预编码使用矩阵归一化算法使系统性能得到了良好改善。     

A linear precoding strategy based on particle swarm optimization in multicell cooperative transmission

An optimal linear precoding scheme based on Particle Swarm Optimization (PSO), which aims to maximize the system capacity of the cooperative transmission in the downlink channel, is proposed for a multicell multiuser single input single output system. With such a scheme, the optimal precoding vector could be easily searched for each user according to a simplified objective function. Simulation results show that the proposed scheme can obtain larger average spectrum efficiency and a better Bit Error Rate (BER) performance than Zero Forcing (ZF) and Minimum Mean Square Error (MMSE) algorithm.