3D MIMO系统中一种有限反馈开销降低方法

针对三维多输入多输出（3D MIMO）预编码系统的高反馈开销问题,结合信道预测,提出了一种基于时频域二维分簇的有限反馈开销降低方法。该方法利用信道的时频域相关特性,用户端根据与当前帧中数据块所对应的信道状态信息（CSI）,采用自回归（AR）模型来预测与后续帧中数据块相对应的3D CSI,进而对预测得到的CSI进行时域与频域二维分簇处理,最后将与每个反馈数据块相对应的预编码矩阵索引反馈给基站。仿真结果表明：该方法在保证系统性能的同时,不但大幅度地降低3D MIMO多用户系统的反馈开销,而且有效地改善了反馈延迟对系统性能所造成的影响。     

基于双码本的多用户MIMO有限反馈预编码方法

针对多用户多输入多输出(MIMO)下行链路由有限反馈导致的性能缺失,提出一种基于双码本的有限反馈预编码方法。该方法首先在接收端根据期望用户最大信干比准则从预置码本中选取预编码码字及扰动码字反馈给发送端,然后利用矩阵线性变换特性对预编码码字进行线性变换扰动以达到容量最优,从而补偿由于有限反馈导致的容量性能缺失。仿真结果表明,所提出的方法在保证反馈链路开销与系统误码性能的情况下,有效地改善了系统吞吐量。     

多用户MIMO系统预编码技术的研究

多天线基站和多用户可以组成一个多用户MIMO系统,为获得更高的系统容量和高效传输性能。预编码是一种应用于发射端以达到抑制多用户间干扰的预均衡方法。基于非理想信道状态信息(CSI)条件,针对多用户MIMO系统的下行信道,研究了线性ZF预编码和非线性THP预编码的性能,给出了接收端信号与干扰和噪声比SINR的近似表达式。对两种THP变体结构,dTHP结构和cTHP结构进行了性能仿真比较。仿真结果表明,cTHP结构的性能要优于dTHP结构。同时,给出了信道估计误差对cTHP结构BER影响的定量仿真结果。对非理想CSI下的预编码技术选择提供了一定的依据,并对限定信道估计误差的偏差程度具有参考意义。     

有限反馈MIMO OFDM系统公平性资源分配算法

针对多输入多输出正交频分复用(Multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统资源分配过程中信道信息反馈开销过大的问题,给出了一种基于有限反馈的公平性资源分配算法.该算法在发射总功率、目标误码率以及用户间比例速率约束条件下,以最大化系统和容量为目标,将相邻子载波分簇并反馈部分簇的信道状态信息(Channel state information,CSI),利用部分已反馈簇的信道状态信息CSI对未反馈簇的CSI进行估计,据此进行子载波簇、功率和比特三级分配.仿真结果表明,该算法在保证用户间比例公平性和系统和容量性能的同时,有效降低了系统的反馈开销,实现了系统性能与反馈开销的良好折中.     

基于多用户MIMO-OFDM系统的动态有限反馈与量化算法

多用户MIMO-OFDM系统中的信道质量信息(CQI)反馈与量化算法是实现自适应资源分配的关键技术.本文利用概率论与随机过程的知识推导了反馈信息与用户服务质量(QoS)如误码率、传输速率和中断概率要求之间的数学关系,并以系统误码率要求为约束条件,给出使系统整体传输速率最大化的量化门限.仿真结果表明,本文提出的动态有限反馈与量化算法根据系统用户数及QoS要求动态调整反馈信息与量化门限,既可有效降低系统的反馈开销,还能显著提高系统的频谱效率,并且实时运算复杂度低,是一种实际可行的方案.     

MIMO-OFDM系统中一种低开销有限反馈新方法

以LTE-Advanced为背景,针对多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中的关键技术--基于码本的有限反馈预编码进行了研究,提出了一种基于递归算法的有限反馈新方法。利用各子载波间的频域相关性,以前一个子载波所选码字为基础,通过内积运算排序的方法来确定当前子载波的码字集合,然后对与该新码字集合相对应的码字索引进行可变长编码,以用于系统反馈。仿真结果表明：在递归反馈算法的基础上利用可变长编码能有效降低LTE-Advanced系统的反馈开销。     

MIMO+OFDM系统中量化预编码的自适应反馈方法*

首先介绍了MIMO OFDM系统中线性预编码的原理,并在此基础上提出了一种量化预编码的自适应反馈方法,即将移动终端反馈的移动速度和信道质量指示作为量化预编码确定反馈时间间隔和频域间隔的判决门限,可实现根据信道变化的快慢调整预编码矢量对应的资源块大小,使预编码矢量更符合实际的信道状态。通过仿真证明,该自适应反馈的量化预编码方法比非自适应的量化预编码方案更接近信道容量,可实现更稳定、更好的传输能力。     

室内可见光多用户MIMO系统改进BD预编码算法

块对角化(block diagonalization, BD)算法是一种多输入多输出的传统线性预编码算法,其核心思想是通过奇异值分解(singular value decomposition, SVD)找到干扰矩阵零空间的正交基,从而完全消除多用户干扰(multiuser interference, MUI),但是随着收发端数目的增多, BD预编码算法所需的计算复杂也大大增加,成为了制约其发展的关键因素之一.为此,本文提出了一种改进的低复杂度BD算法——基于正交分解中的施密特正交化求逆与格基规约操作的组合算法,对传统BD算法两次高复杂度操作的奇异值分解用施密特正交化和格基规约操作进行替换,从而降低算法复杂度.结果表明,本文改进算法的计算复杂度上降低了46.7%,系统和容量上得到了2–10 bits/Hz的提高,同时误码率上得到了2个量级的优化.     

多用户MIMO系统中一种自由度分配算法

近年来迭代干扰对齐技术得到了较多的关注,通过迭代干扰对齐算法可设计线性预编码矩阵,以最大化多输入多输出系统的总速率.但目前将自由度(DoF)分配方式作为系统总速率影响因素的研究较少.为此,提出一种DoF分配算法,通过改进模拟退火算法从而得到可使系统总速率达到最大的DoF分配方式.DoF分配问题是组合优化问题,采用模拟退火算法可较好地解决该问题.仿真结果表明,该算法所获得的系统总速率接近遍历算法的性能,具有更低的复杂度.尤其当系统变得复杂(用户数目增加,或者天线数目增加)时,改进模拟退火算法的低复杂度优势更为明显.     

宽带MIMO电力线系统有限反馈预编码方法*

多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)宽带电力线通信(power line communication, PLC)系统中由于电磁耦合存在共信道干扰,从而限制系统信道容量性能。针对该问题,提出一种基于量化反馈的预编码算法。首先利用两个相位角对预编码矩阵进行参数化,通过对相位角均匀量化形成预编码码本;其次采用弦距离准则从码本中选取最优码字。最后基于数据流的子载波映射信息,提出一种新的功率分配方案。仿真结果表明,该算法利用码本索引可有效降低反馈开销,同时结合新的功率分配方案可有效降低系统误码率、提升系统吞吐量。     

一种低复杂度高性能的MIMO系统自适应检测算法

如何克服发射信号的重叠和码间干扰是MIMO系统信号检测技术面临的关键问题。信号检测算法的性能优劣是影响MIMO技术能否真正适于实际应用的关键因素。结合MLD算法高性能和MMSE-SIC算法低复杂的优点,对Hybrid算法进行了改进,提出了一种基于信道最大/最小特征值的自适应混合检测算法。该算法重新定义了自适应系数,并通过信道矩阵特征值的特性,自适应控制三种子混合算法检测数据流时的百分比,以达到更高的检测效率。仿真结果表明：无论信道在何种复杂环境下,该算法具有与MLD算法几乎相同的误码性能,计算复杂度也有很大的改善。     

BF-MIMO系统下行链路容量分析及仿真

针对波束赋形（BF）和多输入多输出(MIMO)这两种多天线技术的结合问题,提出一种通用的波束赋形—多输入多输出(BF-MIMO)下行链路系统方案,以期有效发挥二者优势,进一步提升信道容量和系统性能。分析了该系统的信号变换形式和处理过程,给出了平坦衰落环境下该系统的组合信道矩阵形式,得到了赋形加权后的系统信道容量闭合表达式。理论分析和仿真结果表明,在相同衰落条件下,BF-MIMO系统能够比常规MIMO系统获得更高的信道容量。     

部分信道状态信息下MIMO-OFDM的跨层资源分配算法

针对跨层多用户多输入多输出-正交频分复用（MIMO-OFDM）系统,以系统最大吞吐量为目标,给出一种基于部分信道状态信息的跨层资源分配算法。该优化问题设计的目标函数包括功率限制、传输速率、子载波占用、不同业务的服务质量需求与数据链路层的队列状态信息等约束条件。在数据链路层存在有限缓存条件下,通过均值反馈模型描述信道状态信息的反馈过程,推导出相应的跨层资源分配准则。仿真结果表明,所提算法与现有方案相比,满足了不同业务用户的QoS要求,并获得了好的吞吐率,降低了丢包率。     

多用户MIMO系统下的闭环调度算法及频谱性能分析

为提高无线频谱资源的利用率,提出一种适应于多用户多输入多输出(MIMO)系统的闭环调度算法。该算法结合多用户的贪婪调度技术、物理层的自适应调制与链路层的自动重传技术,在多天线分集与多用户分集的共同作用下,系统频谱性能显著增强。考虑反馈信道存在延时的实际情况,推导了系统在延时信道条件下的频谱效率表达式。仿真结果证实,该算法在多用户系统中受延时影响较小,更适合应用于多用户MIMO系统。
     

基于二级码本的迫零波束成型自适应预编码方案

为了克服基于有限反馈的多用户多输入多输出(MIMO)系统中迫零波束成型(ZFBF)预编码方案反馈量小时性能较差的缺陷,提出一种基于二级码本的ZFBF自适应预编码方案。该方案的码本设计结合了酉矩阵和随机矢量码本,首先在一级码本中搜索最佳的波束成形矢量; 然后在扰动范围内计算最佳波束成形矢量对应的信干噪比(SINR),将其与系统设定的SINR门限值进行比较来决定用户的反馈信息; 最后基站根据用户的反馈信息自适应地改变码本,对用户进行ZFBF预编码。从而简化了用户端的码本搜索过程,并且在用户数较多的情况下用较少的反馈比特数达到较好的性能。仿真结果表明,该方案能够显著降低每用户的平均反馈比特数,以较低的反馈速率获得较好的和容量性能。     

微小区MIMO信道模型的相关性分析

根据微小区双散射的MIMO椭圆信道模型,分析发送、接收端阵元天线间的信道相关性,考虑到发射端与接收端周围存在大量散射体,且散射体服从非均匀分布,采用Von Mises分布函数描述散射角度的分布情况,从而得到信道相关函数的闭式表达式,并通过仿真分析影响信道相关性的主要因素。实验结果表明,相关系数随天线间距、角度扩展、扩展因子的增大而非单调性减小,为MIMO技术的应用提供了有效理论依据。     

多用户系统中基于双码本的有限反馈预编码

针对多用户MIMO-OFDM下行链路由有限反馈导致的性能缺失,提出了一种基于双码本的有限反馈预编码方案。该方案在接收端依据部分子载波信道信息并采用期望用户最大信干比准则,从预置码本中选取主码字及扰动码字反馈给发送端,在发送端根据子载波簇的相关性重构各子载波预编码矩阵,然后利用矩阵线性变换特性对主码字进行线性变换扰动以达到容量最优,从而补偿由于有限反馈导致的性能缺失。仿真结果表明,所提出的方法在保证反馈链路开销与系统误码性能的情况下,有效地改善了系统吞吐量。     

基于天线分组的高铁大规模多输入多输出自适应波束赋形方案

针对高铁大规模多输入多输出（MIMO）系统的吞吐量未被充分提升的问题,提出一种基于天线分组的自适应波束传输方案。首先利用基站（BS）预知的列车位置信息,并将波束赋形技术引入高速场景,建立高铁大规模MIMO的三维模型;其次验证BS天线分组情况下,子波束的吞吐量与其对应的发射天线数满足非线性关系,且子波束天线数变化并未对其他波束的吞吐量产生影响。基于此,以天线分组的自适应波束赋形方案对列车运行至不同位置的波束数和子波束所需的发射天线数进行调整,保证不同位置的最优系统吞吐量。计算机仿真表明,该方案与传统的单波束、双波束、八波束相比,在列车距基站125 m范围内分别实现了系统吞吐量87.9%、62.3%、50.6%的提升,在125 m之外与单波束赋形的系统吞吐量相近。实验结果表明,所提方案无论列车距BS较近或较远时,系统吞吐量均处于最佳水平,更好地适应高速铁路环境。