基于PSP-LMS的MIMO全双工数字干扰对消

提出了一种MIMO同时同频全双工系统下的数字干扰对消算法,综合考虑了系统非线性对干扰对消的影响.该算法通过基于逐幸存路径处理的方法,对自干扰信号与待接收信号进行联合信道估计,采用维特比算法实现自干扰信号数字对消和待接收信号最大似然接收.通过对MIMO全双工系统仿真实验表明,该算法能够有效抑制系统非线性失真且有着良好的自干扰对消性能.     

MIMO全双工双向通信系统平均保密和速率的优化

研究多入多出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）同时同频全双工双向通信系统中,合法节点在接收信息的同时向对方发送保密信息,并发送零空间人工噪声干扰窃听节点的物理层安全方案的优化问题.针对窃听信道状态信息仅统计分布已知,且存在残余自干扰的情况,首先推导出系统平均保密和速率的闭合表达式,进一步给出其下界.在此基础上,以最大化系统该下界为目标,对两节点的信息信号与人工噪声的功率分配因子、信息信号的功率分配矩阵进行联合优化.采用迭代的方法进行优化,每轮迭代中,先固定前者,优化后者,再固定后者,优化前者.使用DC（Difference of Concave/Convex,DC）规划优化信息信号功率分配矩阵,使用遗传算法优化信息信号与人工噪声的功率分配因子.对所提方案进行了仿真验证,证明理论推导正确,优化算法能有效地提高系统的平均保密和速率.     

带内全双工多用户MIMO系统中的用户选择

考虑一种多用户MIMO的传输设计,配置发射天线阵列和接收天线阵列的蜂窝基站可以工作在带内全双工传输模式。在该全双工通信方案中,基站的下行发射信号对基站的上行接收产生显著的干扰,即自干扰。这里,下行预编码处理和上行发射协方差矩阵处理将被依次进行,以简化全双工的设计。其次,为了进一步改善上、下行信道的和速率性能,我们提出一种尝试性的下行用户选择方案,其基本思想是:当某一个下行用户的信道矩阵的范数较小时,关闭该下行用户的数据流。计算机仿真结果表明,在基站下行总发射功率受限时,在低的和中等的下行信噪比区域,用户选择有助于提高下行和速率;在高的上行信噪比区域,简化的用户选择使得上行和速率明显提高。      

全双工无线数传电台设计方案

简要分析了全双工无线数传电台的结构原理，给出了一种全双工的无线数传电台的设计方案．同时也介绍了全双工数据电台系统中的激励器、功放单元、接收机、电源、控制以及基带等系统单元的设计原理。     

基于CSMA的全双工无线通信MAC协议设计

针对现有全双工通信MAC协议静态配对的不足,本文提出一种动态自配对MAC协议设计方案。该方案能够增大全双工无线通信的建立几率,避免通信冲突,提升频带利用率。仿真结果表明,与传统的半双工无线通信进行比较,动态自配对全双工无线通信MAC协议设计大大提高了网络吞吐量,降低了通信延时,且在降低用户间通信冲突方面有着显著的优势。     

基于空间投影的全双工MIMO中继站自反馈干扰抑制

建立由基站、全双工MIMO中继站和用户站组成的系统模型,获得MIMO自反馈干扰矩阵.当自反馈干扰信号最大多径时延大于符号周期时,根据自反馈干扰矩阵张成空间,设计并添加信号空间投影滤波器到中继站中实现自反馈干扰抑制.针对自反馈干扰矩阵是否满秩,滤波器设计分别采用子空间和零空间投影算法,并讨论了不同投影算法下对中继站接收信号误码率影响和自干扰信号的残留量.理论分析和仿真结果表明,所提出的空间投影算法对自反馈干扰的抑制有较理想的效果.     

一种支持全双工数据传输的多通道DMA控制器设计

针对DMA数据传输中读写操作互斥及互锁问题,本文提出了一种基于AHB总线的流水化DMA控制器设计方案.通过内嵌两个AHB主机和数据缓冲区,实现了数据读写操作并行;通过多通道设计,避免了读写访问不能同时结束时的额外传输等待时间,使读写操作更独立.该设计与现有的DMA控制器相比,缩短了数据传输延迟,提高了数据传输效率,实现了全双工流水传输.     

大规模MIMO无线通信关键技术

基于大规模MIMO基本架构,探讨了信道建模和系统性能分析、信道状态信息获取技术、多用户上下行无线传输技术等大规模MIMO传输关键技术;认为利用大规模阵列天线的多用户多输入多输出(MIMO)传输,将显著提升无线通信系统的频谱效率及功率效率。     

基于迫零方式下带有硬件损害的大规模MIMO全双工中继系统

该文考虑一个大规模MIMO全双工中继系统,该系统下多个单天线的源节点和多个单天线的目的节点通过一个在接收端和发送端分别配置${N_{{\mathop{\rm rx}\nolimits} }}$和${N_{{\mathop{\rm tx}\nolimits} }}$根天线的中继进行通信。在非完美信道状态信息(CSI)和硬件损害的情况下,中继端在译码转发(DF)的方式下使用迫零(ZF)方法去处理接收信号和发送信号,并获得了闭合形式的接收速率表达式。根据这些表达式,可以得到各种功率收缩规律,发现随着中继端接收天线数量和发送天线数量以一定比例趋近于无穷大时,源节点的能量、中继端的能量和导频的能量可以以一定条件收缩来维持系统性能。     

面向OFDM的同时同频全双工双向高谱效中继方案

针对同时同频全双工双向中继网络,该文提出一种对中继剩余自干扰信号具有鲁棒性的双向中继传输方案。该文首先对中继剩余自干扰信号进行分析,将无限迭代的剩余自干扰信号建模成等效多径信号,并利用OFDM的循环前缀对抗等效多径现象,以降低中继剩余自干扰信号对系统传输性能的影响。在等效多径方案的基础上,以系统信干噪比最大化为目标,推导出全双工双向中继传输的最佳放大因子求解方法。最后,通过仿真验证所提出的双向中继传输方案的有效性。

     

多用户MIMO下行链路线性收发机设计

该文提出一种以最小化系统总均方误差(Sum MSE)为准则,迭代设计线性收发机的方案。该方案通过对接收机的改进设计,能够有效地避免传统MMSE设计过程中出现的拉格朗日乘子不易计算的缺点,大大降低设计复杂度。由于拉格朗日乘子有解析解,发射预编码矩阵也有闭式解,并且可以通过定点迭代算法有效解出。收端的接收机也不用基站下发,只要各自采用MMSE均衡即可。仿真结果证明该方法的有效性。     

下行MIMO通信系统的多用户分集研究

该文研究了下行多用户MIMO通信系统中多用户分集问题,并且提出了两种基于最大系统容量准则的多用户分组调度算法。提出了一种基于相关用户的信道向量间内积的价值因子。通过使用该价值因子作为信道容量的评价标准,有效地降低了分组调度过程的复杂度。仿真结果显示该文提出的多用户调度算法可以明显提高系统容量;且随着系统中激活用户数量的增加,系统的调度增益不断增大。     

一种基于准奇异子空间传输的MIMO多用户群检测方法

在多用户MIMO系统中,共享信道用户之间干扰是系统噪声的主要来源.基于压制用户间干扰的考虑,本文提出一种类似奇异子空间传输的多用户检测的方法.这种方法由于在发送端只需要得到部分信道状态信息.从而大大的减轻了回馈链路的通信负担.这在系统内用户数量很多的时候对系统资源的节省尤为明显.为了使这种传输方法能够获得更好的总体信道容量,进一步给出了与此传输系统相匹配多用户调度准则.另外由于这个传输方法中只用到了信道的左右奇异向量,因此系统性能将不受到信道自相关的影响.最后通过仿真的方法证明了这种传输方法能够提供很理想的系统性能.     

蜂窝通信系统中天线选择在虚拟MIMO的应用

天线选择技术(AS)和虚拟MIMO(Virtual MIMO,VMIMO)技术都被广泛应用于只有一个无线射频(RF)模块的上行通信传输中。为了使两者的优势都得以发挥,该文提出将天线选择技术应用在虚拟MIMO系统中,该文中称作VMIMO-AS系统。然而,仅从被调度用户设备(User Equipment,UE)中选择最好的天线组成虚拟MIMO并不能确保系统获得最佳的性能。该文提出了VMIMO-AS系统中几种不同用户设备配对算法,并对这些算法就吞吐量性能和用户间公平度进行了比较。仿真结果表明第1个用户的选择需要应用AS原则,而考虑到复杂度和性能的折中,配对用户的选择则不需要应用AS原则。     

基于分布式天线的全双工中继系统最大化和速率波束成形设计

基于分布式天线的全双工中继系统结合了全双工中继两跳同时同频传输的能力和分布式天线高效覆盖的特性,为提升小区边缘和严重阴影衰落区域的频谱效率提供了一种有效途径。在自干扰抵消非理想的多用户场景下,利用分布式多天线波束成形可实现对系统中自干扰和多用户干扰的联合抑制。为此,该文首先建立了在各分布式天线节点独立发射功率约束下最大化多用户端到端和速率的最优化系统模型,进而提出一种双层迭代算法,解决原问题的非凸性求解难题。仿真结果验证了算法的有效性,表明在多用户分布式天线全双工中继系统中,所提波束成形设计能够有效抑制自干扰和多用户干扰,显著提高系统频谱效率。     

ADC量化对同频全双工数字自干扰消除的误码率性能分析

同频全双工由于在同时工作的收发通道上使用相同的频率资源,因此本地接收机需要进行自干扰消除。数字域干扰消除方法在模数转换器(ADC)器件采样后进行,ADC位数、干信比、量化判决准则直接影响干扰消除效果和系统误码性能。该文分析了ADC位数、干信比、QAM调制误码性能三者的内在关系;推导了误码率的闭合表达式;仿真验证了数学推导的正确性和有效性。仿真结果表明,随着干信比的减小和ADC位数的增加,误码率性能呈宏观改善趋势,但从特定的微观片段来看,会出现性能波动,甚至会接近无量化误差的误码率性能。     

大规模MIMO系统中基于溢出概率的鲁棒协作波束设计

大规模多输入多输出(Massive MIMO)技术通过在基站端配置大规模天线能有效提升5G蜂窝系统容量。考虑信道估计误差对系统性能的影响,该文在多小区大规模MIMO系统中形成了用户信干噪比的非溢出概率约束下最小化系统功率的优化问题。针对非凸概率约束中下行波束难于求解的问题,该文根据矩阵迹的性质将优化问题中的非凸约束缩放,进而提出上下行对偶算法求解波束矢量。为进一步减少多小区系统中信令开销,基于大系统分析,提出了仅采用大尺度信息的分布式算法。仿真结果表明,所提的分布式算法与对偶算法相比,在保证用户信干噪比的概率约束时,降低了大规模MIMO系统中传输瞬时信道状态信息的开销,同时具有良好的鲁棒性。     

认知无线电中基于MIMO波束成形的协同频谱接入设计

协同认知无线电技术由于其高效的频谱利用效率已经吸引越来越多的关注。在协同认知网络中,当第一用户（Primary User,PU）之间的信道状况恶劣时,特定的第二用户（Secondary User, SU）被选为中继协同PU完成信息传递,作为回报,PU分配一定的信道资源给SU,使其用于传输自己的信息。当SU系统中一个节点拥有多天线时,假设其可以很好的获悉其与PU之间的信道状态信息,通过波束成形设计可以使其在中继PU信息的同时完成自身信息的发送,而且使两者之间的信号互不干扰。这种频谱共享式的接入方式可以节约信道资源,提高频谱利用率。本文对采用放大转发（Amplify and Forward, AF）中继协议的SU发射端分别采用最小化加权均方误差和准则（Minimizing Sum of Weighted Mean Square Errors, MSWMSE）和迫零准则（Zero Forcing, ZF）对波束成形参数进行设计。仿真结果表明,两种设计方式都可以满足消除用户间干扰的要求;另外,由于基于MSWMSE准则的波束成形参数能够更好的平衡噪声和用户间干扰项对信号的损耗,因而获得更优的性能表现,而且通过调整加权系数可以满足PU用户不同的性能要求。