非精确信道状态信息下MIMO系统中的干扰删除

复杂的多天线环境中,未知的干扰和噪声无处不在,这些因素不但引起了多输入多输出(MIMO)系统信号检测的偏差,还加大了获取精确信道状态信息(CSI)的难度。因此,为了删除MIMO系统中的未知干扰,该文建立了非精确CSI下的系统模型,模型中的非线性函数表示MIMO系统中的干扰。基于非参数理论提出了针对这种干扰的干扰删除方法。与以往方法不同的是,模型中的干扰是完全未知的。进一步地,从理论上证明了干扰删除的有效性,即证明了估计函数的收敛性。仿真结果表明,所提出的方法能有效地删除系统中的干扰。     

天线选择对MIMO信道容量的影响

该文首先分析了多天线系统的信道容量,然后研究了当信道矩阵非满秩时,选择发射和接收天线对信道容量的影响。仿真试验结果表明,发射天线选择能提高系统容量,同时选择发射和接收天线虽然减小了复杂度和硬件成本,但对系统容量的增加低于单独进行发射天线选择时的情况。     

MIMO广播信道中联合多用户速率和延迟约束调度的研究

该文给出了一种多入多出高斯广播信道中具有延迟约束的多用户无线数据包的传输方案。首先,在信道的QR分解及脏纸编码基础上,通过贪婪算法获取多用户分集与包延迟约束之间的有效结合。其次,将包到达速率、可达服务速率、用户数以及传输天线数构成一优化问题,得到最佳的用户组合及调度周期。最后,在不同用户数及发射天线数情况下对该方案进行了性能仿真,仿真结果表明：在满足包传递最小延迟等待要求的同时,得到了传输容量的最大化。     

平坦衰落环境中多输入多输出系统衰落相关与信道容量研究

为分析模型物理参数和天线排列方式对多输入多输出系统信道容量的影响,提出了一种平坦衰落环境中信道容量的研究方法。该方法基于接收均匀圆阵和均匀线阵分别构建了蕴含模型物理参数的相关矩阵,并利用Wishart分布的性质推导了信道容量上下限。该方法回避了求取衰落相关矩阵特征值的概率密度函数,降低了运算量;可被推广到多天线-频分复用系统。仿真结果表明,天线间距较小时,采用均匀圆阵比均匀线阵的系统信道容量要高;天线间距增大到一定程度后,系统信道容量达到饱和。散射角越大,信道容量的增长速率越快且采用均匀线阵比均匀圆阵系统的信道容量高。接收信噪比较大时,平均信道容量上下限基本接近其实际值。     

基于上下行对偶性的多用户MIMO下行链路鲁棒收发机设计

针对多用户多天线(MIMO)下行链路信道状态信息(CSI)非理想的条件,该文研究SINR平衡问题及功率最小化问题的收发机设计。在信道误差受限情况下,该文建立worst-case SINR上下行链路对偶性,并基于该对偶性,为两种鲁棒收发机提出新的设计策略。该策略避免了凸优化内点迭代算法,从而大大降低复杂度。仿真结果显示,所提算法与现有的凸优化算法性能一致。     

非理想信道状态信息对频谱共享认知中继网络性能的影响

在频谱共享认知中继网络中,非理想信道状态信息可能导致次级用户的干扰超过主用户所能容忍的最大干扰值,从而影响到主用户的正常通信。为了衡量次级用户的传输对主用户性能的影响,该文提出了干扰概率这一性能指标。在非理想的信道状态信息条件下,推导了次级用户采用机会中继与选择协作协议时的干扰概率闭式解析式。理论分析表明,从干扰概率角度看,选择协作协议优于机会中继协议,但二者的极限干扰概率相同。此外,在非理想信道状态信息条件下,无论是采用机会中继还是选择协作协议,增加中继数量都会对主用户造成更大的干扰。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于非正交多址接入的网络切片联合用户关联和功率分配算法

为了满足网络切片多样化需求,实现无线虚拟资源的动态分配,该文提出在C-RAN架构中基于非正交多址接入的联合用户关联和功率资源分配算法。首先,该算法考虑在不完美信道条件下,以切片和用户最小速率需求及时延QoS要求、系统中断概率、前传容量为约束,建立在C-RAN场景中最大化长时平均网络切片总吞吐量的联合用户关联和功率分配模型。其次,将概率混合优化问题转换为非概率优化问题,并利用Lyapunov优化理论设计一种基于当前时隙的联合用户调度和功率分配的算法。最后采用贪婪算法求得用户关联问题次优解;基于用户关联的策略,将功率分配的问题利用连续凸逼近方法将其转换为凸优化问题并采用拉格朗日对偶分解方法获得功率分配策略。仿真结果表明,该算法能满足各网络切片和用户需求的同时有效提升系统时间平均切片总吞吐量。     

基于皮肤-脂肪模型的太赫兹体内多输入多输出信道特性分析与建模

为探究太赫兹(THz)频段体内多输入多输出(MIMO)通信系统的传输特性,该文在0.8～1.2 THz下构建了精确的皮肤-脂肪模型,对皮肤-脂肪模型中垂直方向和水平方向的链路进行全波电磁仿真,分析太赫兹体内信道特性,建立路径损耗模型。首先,结合太赫兹频段人体组织的介电特性和人体皮肤的解剖学结构构建皮肤-脂肪模型。其次,对比分析了3条链路的路径损耗和阴影衰落,提出带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型。最后,对3条链路的莱斯K因子、均方根时延扩展、MIMO容量进行分析。仿真分析表明,带有等效吸收因子的太赫兹体内路径损耗模型可以更准确地描述加长距离垂直链路2的路径损耗,发射端在体表可以增强MIMO容量。该文的工作可以为太赫兹体内通信系统的设计和优化提供参考。     

双向MIMO中继系统中一种低复杂度的联合信道估计方法

对于双向多输入多输出(MIMO)中继系统,如何在减少中继负担的情况下获得精确的信道状态信息(CSI)成为信道估计的一个难点。该文针对双向MIMO中继系统,提出一种低复杂度的联合信道估计方法。所提方法在两个用户端同时发送正交信道训练信号至中继,中继采用所设计的放大因子放大所接收的信号并转发至两个用户。每个用户对所接收的信号构造平行因子(PARAFAC)模型,并根据实际系统要求,分别设计了迭代和非迭代的两种拟合算法对PARAFAC模型进行拟合,从而联合估计出所有信道的CSI。所提信道估计方法无需在中继处进行信道估计,减轻了中继的负担。与已有信道估计方法相比,所提方法设计灵活,采用的拟合算法具有较低的复杂度,而且在使用较少信道训练信号的情况下具有较高的信道估计精度。     

非理想信道状态信息的认知无线网络下行功率分配和波束赋形方法

针对非理想信道状态信息(CSI)条件下工作于underlay模式的认知无线网络(CRN)多用户下行功率分配和波束赋形研究中普遍存在的问题,包括忽略主网络(PN)对认知用户(SU)的干扰、传统的凸优化SDR方法对约束条件的近似要求以及实现算法复杂、实用性受限等,首先建立CRN模型,增添PN对SU的干扰项,而后在非理想CSI的最差条件下形成优化问题。再通过Lagrange对偶对问题的约束条件进行变换,并基于变换后的问题形式,利用上行和下行的对偶特性,引入虚拟功率,将优化问题转换为上行功率分配和波束赋形问题,进一步得到简便、快速和实用的迭代算法。数值仿真显示,算法收敛很快。并且发现非理想CSI引起的误差不仅对下行功率影响明显而且还改变优化问题的可行解区域;PN基站(PBS)的发送功率的变化对可行解区域有显著的影响。     

不完全信道状态信息下非线性波形非正交多址接入系统吞吐量分析

针对目前关于非正交多址接入(NOMA)的研究均局限于线性调制的问题,且考虑到实际系统中不完全的信道状态信息(CSI),基于最小频移键控类(MSK-type)调制,该文提出一种不完全CSI下的非线性波形NOMA系统。首先,分别采用过采样和匹配滤波技术对两用户的上行异步和同步系统进行了建模。进一步,基于矩阵分解理论和连续干扰消除(SIC)机制,分别推导出完全或不完全CSI下系统吞吐量达到最大时的发射功率和归一化时延。最后,数值仿真结果表明了完全与不完全CSI下系统吞吐量与帧长、响应长度、波形以及频率脉冲等系统参数的关系。     

基于不同信道状态信息的MIMO中继系统收发信机设计

该文研究了在中继站已知完全信道信息或统计信道信息情况下的多输入多输出(MIMO)中继系统收发信机设计的问题。中继站利用获得的信道状态信息对接收信号进行滤波转发,接收节点采用线性最小均方误差接收机(MMSE)恢复出原始信号。仿真结果表明,所提中继转发策略性能优于传统的放大转发。在高信噪比条件下,基于部分信道状态信息反馈的设计方案可以获得与完全信道状态信息反馈接近的性能。     

一种有效的MIMO-OFDM系统MAP信道估计

对于MIMO-OFDM系统,最大后验概率(MAP)信道估计算法可通过期望最大化(EM)算法降低计算复杂度,但将产生误差平底(error floor)现象。并且,系统的数据传输效率受限于发送端天线的数目。针对这些问题,该文提出了一种有效的MAP信道估计算法,并分析了算法的性能。所提算法在利用EM算法减小MAP 算法计算复杂度的基础上,利用角域内信道间的独立性降低估计误差。为改善系统数据传输效率及估计性能,通过多个OFDM符号进行联合的信道估计。仿真实验验证了所提算法拥有更好的估计性能和数据传输效率。     

5G智能增强型能效优化技术

全球化能源危机和环境问题使得能源效率成为无线通信设备的一个核心指标.能源效率最大化已上升到国家战略层面,成为全球范围内的研究热点.针对现有能效优化模型普遍存在的计算复杂度高和效率低的问题,提出智能增强型全局优化策略.基于信道状态信息对大规模MIMO系统进行收发两端的分布式重构处理,得到不同信道状态条件下高效的多维资源融...     

QSM-IDM – A novel quadrature spatial modulation based on interleaving division multiplexing for multiple antenna system

Quadrature Spatial Modulation (QSM) is a high spectral efficiency Multiple-Input Multiple Output (MIMO) technique used to improve the spectral efficiency of wireless communication systems. The main concept of QSM is to extend the spatial constellation of the conventional Spatial Modulation (SM) in both the in-phase and quadrature components of the data symbol. In this paper, because QSM-based on Interleaving Division Multiplexing (IDM) has not been introduced in the literature as a multiple antenna system, we introduced a novel scheme, called QSM system based on Interleaving Division Multiplexing (QSM-IDM). The antenna sets are also applied to a spreader, before being used to assign an antenna number for information transmission. Analysis and simulations for a flat fading channel show that the proposed QSM-IDM method significantly outperforms the original QSM system with the same data rate, while maintaining a relatively acceptable complexity. The obtained simulation results show that the conducted analysis yields significant improvements for the accuracy of the proposed scheme, with satisfactory complexity.     

一种基于分布式发射天线的差分空时调制方法

在基于分布式发射天线的多入多出(MIMO)系统中,由于各发射天线的发射信号不同时到达接收端,用于信道估计的导引设计及发射方法存在一定困难。针对这一问题,该文提出一种无需信道估计的分布式MIMO差分编码及检测方法：发送端将发射矩阵进行相位差分调制后发射,接收端利用前后接收量判断相位信息恢复出发送端数据信息。该方法频谱效率与V-BLAST相同,适用于任意发射天线数和接收天线数,且不要求接收天线数大于发射天线数。仿真结果表明,在不同信道传播时延情况下,误码率性能不同。