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。     

TDD LTE预编码码本选择算法

为解决时分双工长期演进(TDD-LTE)系统中预编码码本选择算法计算复杂度高的问题,在基于容量最大化和基于误码率最小为准则的预编码选择算法的基础上,提出了一种基于信道奇异值分解的预编码选择算法.该算法采用信道平均的思想和发射信号有效功率最大化的准则,在不损失吞吐量性能的前提下,大大降低了算法复杂度.仿真结果表明,该算法所需的计算量只有上述传统算法的26%～33%,而吞吐量性能损失不大.     

一种改进的大规模MIMO线性预编码算法

为了降低预编码算法在大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统下的误码率及复杂度,提出了一种改进的块对角化(block diagonalization,BD)预编码算法。该算法将正规迫零(regular zero forcing,RZF)预编码算法的预编码矩阵作为信道矩阵的伪逆,然后采用了复杂度较低的正三角(orthogonal triangular,QR)分解代替原BD算法的奇异值(singularly valuable decomposition,SVD)分解求平行单用户的等效信道,最终求得预编码矩阵。仿真结果表明,当基站配备128根天线,用户数为61时,改进算法的误码率及复杂度分别为0.109 5、1.379×10~8,较优化的块对角化(optimized block diagonalization,OBD)预编码算法的误码率及复杂度分别降低了11.5%和1.031×10~(10)。提出的改进算法可应用于大规模MIMO系统中。     

STBC-MIMO系统中的空频均衡接收方案

提出了一种采用空时分组码(STBC)传输的多输入多输出(MIMO)系统的空频均衡接收方案。该方案对MIMO系统发送端天线进行分组，每组用2根发射天线发送一路独立的经过数据块级STBC编码的数据，以获得发射天线分集增益；在接收端采用单载波频域均衡和串行干扰消除(SIC)技术抵抗频率选择性MIMO- CDMA(码分多址)信道下的各种干扰。考虑了信道估计误差对系统性能的影响，并对算法复杂度进行了分析。仿真结果显示，在接收机复杂度增加不大的情况下，系统性能获得了很大提升。     

一种基于空间相关MIMO系统的鲁棒接收机

针对空间相关性中存在严重制约MIMO系统性能的问题,提出了一种具有鲁棒性的空间相关MIMO系统的接收方案。在发送端采用Alamouti编码以提高发射分集,接收端则将信道传输矩阵进行重建后,利用V-BLAST分层排序干扰抵消算法进行检测。仿真结果表明该方案在保证系统吞吐量和频谱利用率的同时,较之传统V-BLAST接收方案,具有更强的抗空间相关性能力,且复杂度较低。     

基于随机旋转预编码的准正交空时分组码的设计与性能分析

为了提高准正交空时分组码在多输入多输出衰落信道中的性能,文章结合随机旋转及预编码技术,提出了一种新的发射分集方案。通过随机旋转使得准正交空时分组码的符号间干扰随机化,接收端在进行均衡译码的同时,将信道信息反馈给发送端,发送端可以随之选择预编码矩阵,完成自适应编码。仿真结果表明,相对于未经过预编码矩阵的系统,新的发射方案能够有效地降低误码率,提高系统的性能。     

基于部分协作的多小区下行MIMO鲁棒双层预编码算法

针对多小区协作多入多出（MIMO）系统中存在的信道状态信息（CSI）反馈回传过多的问题,提出了多小区部分协作MIMO系统预编码算法.首先建立了包含信道估计、量化和延时误差的联合误差模型,然后根据此信道误差模型,利用迫零和信漏噪比算法思想,提出一种多小区部分协作下的双层MIMO鲁棒预编码算法.数值分析及仿真结果表明,所提算法相比传统的多小区协作下行MIMO系统预编码算法,用户的误码率性能和系统和速率稍差,但在CSI反馈比特方面有一定优势.     

最小误码率排序迭代优化的SLNR改进算法

针对多用户MIMO系统应用SLNR算法时由于干扰用户增加引起的系统性能下降问题,联合考虑误码率性能和信道质量,提出一种先把部分已知的多用户干扰加入SLNR准则进行抑制,根据信噪比大小确定预编码矩阵的设计顺序,再利用已知的多用户干扰迭代优化后续用户预编码矩阵的SLNR改进算法.由于只利用发射端信道信息优化预编码矩阵,改进算法无需基站与用户协作,计算复杂度低.对比仿真结果表明,改进算法收敛速度快,在高信噪比区域,误码率性能和系统容量增益得到了显著提升.     

MIMO 系统中一种新的迫零预编码方案

针对传统迫零预编码无法适用于非满秩MIMO信道的问题,提出了一种新的迫零方案。通过对信道矩阵进行合适的分块,把对迫零预编码矩阵的设计转化为对两个线性方程组进行求解。该方法不要求信道矩阵满秩,其复杂度随着信道矩阵秩的增加而减少。仿真结果表明：该方案在信道满秩时与传统的迫零算法性能一致,并且与SVD预编码相比,复杂度较低,具有较好的误码率性能。     

基于预编码的MIMO系统的半盲估计

通过时域预编码来克服MUI,采用纯盲估计算法结合短的传统训练序列来进行信道估计。提出了一种应用于MIMO-OFDM系统的基于时域预编码算法的半盲信道估计方案,该方案能够克服多路传输中用户间干扰(MUI)和提高频带的利用率,其预编码算法在低信噪比下优于传统的频域ZF预编码算法的性能,同时该算法具有较低复杂度,易于实现。理论分析和性能仿真均证明了上述特点。     

部分信道状态信息下简化的MIMO功率分配算法

针对当发端只有部分信道状态信息(Partial CSI)-信道统计信息时,最优的发送功率分配算法计算复杂度高这一问题,利用詹森(Jensen)不等式和注水法得到了一种简单的、低计算复杂度的功率分配算法.实验结果表明,对于收天线数不小于发天线数的MIMO系统,该算法对应的平均互信息和最优功率分配算法对应的信道容量吻合较好,可作为一种简便的功率分配算法应用于实际中.     

STBC发射分集OFDM系统的一种低复杂度的信道估计

针对空时分组编码(STBC)发射分集的多天线正交频分复用(OFDM)系统，文章提出一种新的、低复杂度的信道估计方法——正交一线性估计。该方法利用空时分组编码的复正交特性，将多个收发天线对的信道分离与估计问题简化为一线性变换问题，然后基于最小二乘准则(Least—Square)，完成信道估计器的设计。理论分析和仿真结果表明，和已有的LS信道估计方法相比，该方法能提供3dB性能改善。     

LOS环境下零导频Massive MIMO通信方法

针对频分双工大规模多输入多输出系统中导频开销过大和现有信道估计算法计算复杂度高等问题,提出一种零导频的通信方法．在该方法中,发射端不发送导频,利用位置信息估计波达角,对发射信号进行调整,形成定向波束;接收端直接对接收数据进行解调．仿真结果表明,与传统频分双工大规模多输入多输出系统相比,所提通信方法大大降低了导频开销和计算复杂度,提高了频谱效率,且在高信噪比下,系统和速率提高了约4.6dB．     

Power allocation and transmission scheduling for a transmitter with hybrid energy sources

The problem of dynamic power allocation and transmission scheduling for a transmitter powered by hybrid energy sources (combination of power grid and energy harvesters) is studied. The goal is to minimize the time average energy consumed from the power grid, that is, to improve the utilization efficiency of the energy harvested by the harvesters under the condition of unknowing statistical distribution of the energy harvesting process, data arrival process and fading channel state. An efficient dynamic power allocation and transmission scheduling algorithm is proposed based on Lyapunov optimization, and the algorithm is simple to operate due to its low complexity. Using the proposed algorithm the power consumed by the transmitter from the power grid can be close to the minimum arbitrarily under all data queues stability, and meanwhile the algorithm guarantees that data queues cannot exceed the maximum delay. Simulation results indicate that the proposed algorithm has a better performance than other two simple algorithms.     

认知无线电网络中具有中断概率约束的波束成形

研究了在认知无线电（CR）网络中发送端波束成形的算法设计. 为了保证服务质量,建立了以CR用户的中断概率和主用户的中断概率为约束条件,最小化CR网络发送端功率的数学优化问题. 仿真结果表明,在发送端已知信道协方差误差分布的情况下,所提算法可有效控制各CR用户的发射功率,提高CR网络性能和降低对授权用户的干扰.     

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.     

基于统计特性的多天线能效优化

针对多天线链路,提出基于信道统计特性的传输与能效优化方案.接收端采用基于训练序列的最小均方误差估计获得信道估计值,并基于码本进行有限反馈,从而使得发送端获得信道状态信息并进行波束赋形的数据传输.针对这一传输过程进行能效优化,根据其信道统计特性对最小均方误差估计值和估计误差及码本反馈量化值和反馈误差进行统计分析,进而形成针对能效度量的统计分析和能效优化模型,并给出能效最大化的训练功率及数据功率分配方案.仿真结果表明,与已有静态功率分配方案相比,提出方案可以有效地提高系统能效性,且在快速时变信道环境下,以极低复杂度获得趋近于已有动态功率分配方案的性能.     

Clustering method based on nearest neighbors representation

针对多天线链路,提出基于信道统计特性的传输与能效优化方案. 接收端采用基于训练序列的最小均方误差估计获得信道估计值,并基于码本进行有限反馈,从而使得发送端获得信道状态信息并进行波束赋形的数据传输. 针对这一传输过程进行能效优化,根据其信道统计特性对最小均方误差估计值和估计误差及码本反馈量化值和反馈误差进行统计分析,进而形成针对能效度量的统计分析和能效优化模型,并给出能效最大化的训练功率及数据功率分配方案. 仿真结果表明,与已有静态功率分配方案相比,提出方案可以有效地提高系统能效性,且在快速时变信道环境下,以极低复杂度获得趋近于已有动态功率分配方案的性能.

     

MIMO系统中发射端信道信息不准确时的TH预编码器的设计

针对实际使用预编码方法消除符号间干扰时,发射端获取的信道信息与真实信道信息间存在差异,提出了一种在MIMO系统中考虑发射端信道信息与真实信道信息间差异时的TH预编码器的设计方法。该方法在MMSE准则下使用贝叶斯方法设计预编码器。仿真结果表明:该预编码器比传统的MMSE-TH预编码器有更好的性能。     

具有完全线性编码复杂度的QC-LDPC码的构造方法及短环优化算法

为了降低低密度奇偶校验(Low-density parity-check,LDPC)码编码实现的复杂度,提出了一种完全线性编码复杂度的准循环低密度奇偶校验(Quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的构造方法,并提出了相应的短环优化算法。通过该短环优化算法,可以使得构造的QC-LDPC码具有良好的环路特性。仿真结果表明:在加性高斯白噪声(Additivewhite gaussian noise,AWGN)信道条件下,本文构造的QC-LDPC码与IEEE 802.16e标准的QC-LDPC码相比,不仅编码复杂度更低,而且性能更优。