MIMO-MC-CDMA系统分层空时非线性预编码

针对垂直分层空时方案（VBLAST）传统检测存在误层传输效应及复杂度高的问题,提出了一种多用户MIMO-MC-CDMA下行链路系统中基于QR分解的VBLAST非线性模代数预编码算法,该算法首先采用QR分解获得预编码矩阵,然后在发射端MC-CDMA子载波信道间进行非线性模代数THP预编码,可以有效地消除分层空时码的误层传输效应。在接收端采用迫零与最小均方误差准则,降低了下行接收机的复杂度。仿真结果表明,提出的算法比传统检测算法有效改善了系统的误码性能。     

基于非线性预编码的多载波分层空时检测方法*

该文针对多载波分层空时方案传统检测存在误层传输效应及复杂度高的问题,提出了一种基于非线性预编码的多载波分层空时检测方法。该方法首先对反馈信道状态信息采用几何均值分解获得各子信道具有相同等效噪声增益的预编码矩阵,再在发射端多载波CDMA子载波信道间进行非线性模代数THP预编码,可以有效地消除传统分层空时检测的误层传输效应,在接收端分别采用迫零与最小均方误差准则,降低了下行接收机的复杂度。文中对该方法的性能进行分析并仿真,仿真结果表明本文所提出的方法比传统方法有效改善了系统的误码性能,并在一定程度上降低了接收机的复杂度。     

一种基于平均互信息的预编码矩阵选择方法

在长期演进系统下行链路闭环传输模式中,当子载波数较大时,会造成计算量和反馈量过大。为解决该问题,提出一种基于平均互信息的预编码矩阵选择方法。将K个子载波划分成D个子载波组,对每一个子载波组的信道矩阵进行算术平均,利用信道均值选择一个预编码矩阵,使足个子载波上的和速率最大。仿真结果表明,该方法与已有的预编码矩阵选择方法相比,在误块性能和容量性能基本不变的前提下,计算复杂度明显降低。     

码本扰动有限反馈多载波分层空时检测方法

针对有限反馈多载波分层空时方案存在反馈链路开销量减少引起性能缺失的问题,利用矩阵线性变换特性,提出了一种基于码本扰动的有限反馈多载波分层空时预编码检测方法。该方法利用多载波各子载波信道频域之间的相关性,在接收端仅需估计部分子载波信道信息,采用相应的准则从预置码本中选取主码字及扰动码字,用扰动码字对主码字进行线性变换扰动以达到容量最优,在发送端根据反馈的码本矩阵的索引重构各子载波预编码矩阵,最后在接收端采用非线性循环迭代检测方法,以补偿由于有限反馈导致的性能缺失。仿真结果表明,提出的方法在保证反馈链路开销的情况下,一定程度上提高了系统吞吐量,改善了系统误码性能。     

基于GMD-DPC/THP的两组Alamouti非线性预编码系统

针对Alamouti空时块编码复用增益损失的问题,提出了两组Alamouti编码方案;在此基础上,为了改善系统的误码率（Bit Error Rate,BER）性能和简化接收端复杂度,提出将几何均值分解（Geometric Mean Decomposition,GMD）算法和非线性预编码技术相结合的两组Alamouti传输方案。本方案的设计方法为：首先等效出两组Alamouti空时块编码系统的信道矩阵;进而,通过GMD算法对等效信道矩阵进行收发端联合设计;最后,在发射端应用脏纸（Dirty Paper Coding,DPC）和Tomlinson-Harashima Precoding（THP）非线性预编码技术,消除发送信号间的干扰,从而使系统获得更好的误码率性能。通过仿真结果对比发现,提出的系统可以显著地改善误码率性能。     

基于格基缩减的MU-MIMO下行传输策略

块对角化（Block diagonalization, BD）预编码算法通过两次奇异值分解实现多用户间干扰消除并将下行多用户多输入多输出（Multi-user multiple-input multiple-output, MU-MIMO）信道解耦成多个独立 的单用户MIMO（Single-user MIMO, SU-MIMO）信道,但其计算复杂度也随着用户数量和矩阵维数的增加而增加 。在MU-MIMO下行系统中,提出基于格基缩减的改进块对角化传输策略,将BD算法的第2次奇异值分解替换为基于格基缩减的线性检测,可得到比传统BD传输策略更好的误码率性能以及更低的计算复杂度。     

多小区MIMO系统中的迫零型预编码方法

针对多小区下行链路中的多 用户之间的同频干扰问题,提出了一种新的迫零型预编码方法。该方法基于线性代数的正交 投影原理,构造联合干扰信道矩阵,将目标用户的信道矩阵投影到联合干扰信道的零空间。 由此构造的预编码矩阵可以使得目标用户不会对其他用户产生干扰。相比于传统的预编码方 法,此方法在低信噪比区域性能较优,但是在高信噪比区域不如传统方法,所以结合两种方 法的特点,本文进一步提出了一种自适应预编码方法,并且分析对比了3种方法的计算复杂 度。仿真结果表明：自适应预编码方法在整个信噪比区域均优于传统方法,而运算复杂度略 高于传统方法。     

多用户MIMO系统的低复杂度天线选择算法

块对角化是一种用于多用户MIMO系统下行链路的预编码方案,它可以完全消除多用户间的干扰。论文就是针对采用块对角化预编码的多用户MIMO下行链路,基于信道F-范数提出一种新的次优天线选择算法。该算法计算复杂度较低。仿真结果显示,其系统容量接近采用最优算法的系统容量。     

基于Ad hoc网络的联合多描述分层编码新方法*

提出了一种基于Ad hoc网络中视频传输的自适应插入过渡帧的联合多描述分层编码(AFI-MDLC)新方法.该方法根据相邻帧的相对运动自适应地插入过渡帧,然后将视频序列分成两个描述子,描述子独立分层编码后,生成各自的基本层和增强层,每个描述子具有独立的预测环路.多路径传输策略用于AFI-MDLC数据传输,同时利用ARQ反馈信道状态,实时调整传输策略.实验结果袁明,该方法与以往方法相比,能够有效地缓解误匹配问题,帮助解码器快速从随机错误或突发错误中恢复,提供更加稳定的重建视频质量.     

3D网格的分层多描述编码方法

结合分层编码与多描述编码的优势,提出三维网格分层多描述编码（LMDC）方法：先对3D网格进行几何分解,得到一个粗糙网格和细化网格所需的连通性信息,采用分层编码思想,粗糙网格作为基本层,而将细化信息作为增强层。同时采用基于顶点分裂树的多描述编码方法对基本层加以保护,保证基本层在差错信道中的有效传输。采用分层多描述编码对3D模型进行编码的方法,非常适合于带宽受限和多路径传输的异构网络。实验证明,该方法能获得较高的压缩率,并在有丢包的情况下能有效地保护并恢复出可接受的基本层网格。     

Low-complexity approximate iterative LMMSE detection for large-scale MIMO systems

This paper deals with iterative detection for uplink large-scale MIMO systems. The well-known iterative linear minimum mean squared error (LMMSE) detector requires quadratic complexity (per symbol per iteration) with the number of antennas, which may be a concern in large-scale MIMO. In this work, we develop approximate iterative LMMSE detectors based on transformed system models where the transformation matrices are obtained through channel matrix decompositions. It is shown that, with quasi-linear complexity (per symbol per iteration), the proposed detectors can achieve almost the same performance as the conventional LMMSE detector. It is worth mentioning that the linear transformations are also useful to reduce the complexity of downlink precoding, so the relevant computational complexity can be shared by both uplink and downlink.     

无人机协助的多用户MIMO毫米波网络混合预编码方案

针对无人机（UAV）协助的毫米波网络下行链路多用户通信场景,设计一种混合预编码方案。在发射端和接收端分别使用混合预编码器和模拟合并器,并将多元联合优化问题分解为子问题进行求解。构建UAV与地面用户的三维位置模型,利用带外位置信息对波束导向向量进行优化,进而通过码本生成模拟预编码器和模拟合并器。以最小化接收数据和发送数据之间的误差为目标,利用卡尔曼滤波算法设计基带预编码器,从而减少用户之间的干扰。仿真结果表明,该方案相比模拟波束成形方案、数字预编码方案和迫零混合预编码方案可有效提升系统频谱效率和能量效率。     

基于改进共轭梯度的大规模多输入多输出预编码

针对大规模多输入多输出（Massive MIMO）系统下行链路预编码实现复杂、线性预编码矩阵求逆困难等问题，提出一种基于对称逐步超松弛预处理共轭梯度法（SSOR-PCG）的低复杂度预编码算法。该算法在共轭梯度（PCG）算法的基础上，采用对称逐步超松弛分裂（SSOR）算法对矩阵进行预处理以降低矩阵的条件数，达到提高预编码算法收敛速度、降低复杂度的目的。仿真结果表明：与PCG算法相比，所提出的SSOR-PCG预编码算法运行时间缩短约88.93%，在信噪比为26 dB时已收敛；与迫零预编码算法相比，所提算法迭代2次即可获得与迫零预编码算法相近的系统容量性能，复杂度降低约一个数量级，误码率降低约49.94%。     

结合波束成形MMSE-THP算法研究*

Tomlinson-Harashima预编码(THP)算法是一种多输入多输出下行链路系统中有效去除用户间干扰(MUI)的预均衡技术,但存在系统容量损失的问题。为此,提出通过在接收端进行波束成形使得MMSE-THP系统和容量最大化,设计了信道状态信息完美和不完美两种情况下结合波束成形的系统方案。理论分析与仿真结果均表明,与传统MMSE-THP算法相比较,该方案在低信噪比时能提高系统和容量,并对高信噪比时系统的误码性能有明显改善。     

一种利用预编码抑制多用户MIMO-OFDM系统中ICI的方法

研究利用基于信漏噪比(SLNR)的预编码来减小多用户MIMO-OFDM系统中的子载波间干扰(ICI)。给出了预编码的多用户MIMO-OFDM系统的链路模型,在此基础上得出了相应的预编码矩阵算法,利用建立的链路模型进行性能仿真。仿真结果表明,采用SLNR预编码方案后的MIMO-OFDM系统中ICI干扰明显减少,误码率有很大的降低,同时该方法还降低了接收机的复杂性,因此特别适合下行链路。     

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。     

毫米波大规模MIMO系统中基于PAST算法的低复杂度混合预编码

在毫米波大规模MIMO系统中,一般采用混合模拟和数字预编码替代全数字预编码来减少射频链和能量消耗.然而,在计算最优无约束混合预编码时,奇异值分解(SVD)具有较高的复杂度.因此,提出了一种基于投影近似子空间跟踪(PAST)的低复杂度混合预编码算法.该算法在计算每个子速率的最优无约束混合预编码时,利用PAST算法估计需要的右奇异矩阵部分主要列向量,从而避免了高复杂度的SVD过程.仿真结果表明,不论是在全连接、混合连接还是在子连接系统结构中,该算法在频谱效率上都接近基于SVD的混合预编码,并且随着发送天线数的增加,提出的算法的复杂度和耗时远低于基于SVD的混合预编码.同时该算法的系统误码率较小,具有较好的可靠性.