5G毫米波端到端性能测试技术研究

面向5G毫米波大规模阵列天线基站,创新提出了端到端性能测试系统。从技术原理、硬件架构、系统校准这几个维讨论了如何完成毫米波基站的性能验证。依据3GPP定义的信道模型,仿真了暗室静区中的最关键指标角度功率谱相似度百分比,并且给出了指标建议。     

多用户认知MIMO系统的中断概率分析

建立多用户认知MIMO系统模型,研究了多天线技术对多用户认知无线电系统的影响,重点推导了多用户认知MIMO系统在平坦瑞利衰落信道环境下的中断概率,给出它的闭合数学表达式,并详细分析了发送和接收天线数对主用户和认知用户性能的影响.通过仿真验证了理论分析的正确性,结果表明多天线技术提高了系统性能.     

多天线系统中的多用户分集方案的性能分析及比较

在多天线多用户无线通信系统中,可以利用用户之间彼此独立的随机衰落信道的特点,结合随机波束成型技术,或者空间分集技术,或者天线选择技术,获得多用户分集增益。然而不同多用户分集方案的系统性能不尽相同。该文分析了在多输入单输出(MISO)信道中目前几种典型的多用户分集方案的性能,给出系统吞吐率的定量表达式,并综合比较了不同用户数和不同天线数对各种多用户分集方案性能的影响,为实际多天线多用户系统设计提供了有益的参考。     

多用户下行多天线系统传输技术的研究

多用户下行多天线系统的传输技术的研究是无线通信领域极为重要和活跃的研究方向。首先介绍了多用户下行MIMO系统的信道容量,然后分别讨论了基站端已知完全信道状态信息和部分信道状态信息情况下的传输技术。总结和分析了当前国内外多用户下行多天线系统传输技术中各种算法的优点和局限性,给出了进一步研究的热点和方向。     

联合波束域分解和SVD的多用户大规模MIMO系统信道估计

针对TDD(Time Division Duplex)模式下的多用户大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统,本文研究了将波束域分解和SVD(Singular Value Decomposition)同时用于该系统的信道估计。当基站天线数目较多时,信道估计误差、导频开销、信道估计算法的复杂度等问题将成为影响大规模MIMO系统性能的关键因素。运用波束域分解理论,将多用户的大规模MIMO系统分解成多个单用户的大规模MIMO系统,同时从波束域对信道建模,该方法降低导频开销的同时也减小了信道估计误差。另外运用SVD对信道自相关矩阵优化,可以进一步降低信道估计算法的复杂度。基于以上两点,本文提出了一种联合波束域分解和SVD的大规模MIMO信道估计方案,并推导出了估计误差协方差矩阵的闭式表达式。仿真结果表明,与同类方案相比,本文提出的方案具有更好的信道估计性能。      

编码的多载波CDMA系统中Turbo时空多用户检测

联合MAP多用户检测和信道译码的迭代多用户检测技术可显著提高多载波CDMA系统的容量和性能,本文给出了结合智能天线和迭代MAP多用户检测的Turbo时空多用户检测算法,该方法进一步提高了系统的性能.Turbo时空多用户检测算法不仅极大减小了传统最优MAP多用户检测算法的运算量,而且,此算法性能在AWGN和频率选择性衰落信道中都能逼近单用户编码多载波CDMA系统多天线接收的性能.     

5G Massive MIMO天线OTA测试方法探讨

针对5G Massive MIMO天线测试展开讨论,参考当前5G天线测量前沿技术提出5G Massive MIMO通信系统级测试的方案,实现对整个基站、终端在仿真信道环境中的上下行模拟,直接测量通信系统工作指标.对毫米波波段天线测量中常用的紧缩场系统进行深入介绍和分析,探讨紧缩场技术在5G Massive MIMO天线测试中的应用前景.最后,介绍天线近场聚焦的原理及相控阵天线在紧缩场中的测量应用.     

基于球形译码的联合多用户检测

针对采用码分多址接入（CDMA,Code Division Multiple Access）的多输入多输出系统（MIMO,Multiple Input Multiple Output）,建立多个用户同步上行接入基站的信道模型,收发端都采用2根天线。在基站端,由于扩频码非完全正交产生多个用户之间干扰和信道干扰影响信号检测的问题,分析并给出了多用户信号的最大似然函数,利用球形译码算法实现多用户的联合检测（Joint MUD,Joint Multiple User Detection）,并行处理信道干扰和多址干扰。仿真结果表明,提出的接收机有较好性能,同时降低了运算的复杂度。     

时间相关块贝叶斯算法下的大规模MIMO信道估计

因具有高的阵列增益和高的频谱效率,大规模MIMO已成为5G通信系统物理层关键技术,但在频分双工系统基站侧获取大规模MIMO信道准确状态信息的过程中,存在导频开销占用大量频谱资源问题。为此,针对时间相关信道和信道稀疏度未知的情况,提出一种基于时间相关和多测量矢量模型的块贝叶斯压缩感知（TMBB-CS）信道估计方法。因基站端天线发射信号时间相关,所以大规模MIMO系统的时域信道脉冲响应呈块稀疏结构,利用该特性对下行链路中的多用户信道矩阵进行测量估计,可较大幅度减少导频开销,提升性能。实验仿真结果表明,与其他块贝叶斯算法相比,所提出的TMBB-CS算法信道估计性能更好。      

利用有向图实现多用户下行多天线系统的用户选择

在多用户下行多天线系统中,基站可利用信道状态信息将独立的数据流同时发送到多个用户以得到更高的信道容量.由于在实际系统中基站很难实时得到各用户的完全信道状态信息,可以基于有限的信道反馈量进行用户选择来提高系统的和速率.提出了一种部分信道状态信息下利用有向图实现多用户下行多天线系统用户选择的算法.该算法将用户选择的问题变成了在有向图中寻找闭合环的问题,可以大幅度降低用户选择的复杂度;克服了常规的随机波束成形算法只有在用户数非常多的时候才能有效工作的弱点,在用户数少或中等的时候能得到比其更好的性能.因此该算法更适合在实际系统中应用.     

一种基于特定干扰图样的下行多用户MIMO预编码方法

本文在研究线性迫零类下行多用户MIMO预编码方法的基础上,提出了一种适用于单天线用户的预编码矩阵生成方法.利用信道补矩阵的奇异值分解,可以将下行多用户MIMO信道分解为多个带有基于干扰图样产生的多用户干扰的并行单用户信道.同时本文给出了一种特殊的干扰图样以及相应的显式参数优化方法,包括波束成型和功率分配.通过计算机仿真,重点在4天线场景下分析了该预编码器的系统性能.结果显示,相对于线性迫零类算法,本文提出的预编码方法可以有效的提高系统性能.在Pout等于0.1时,相对于单天线的BD方法,PBIF-Rp将损耗信道容量提高了超过45%,而PBIF-Op提高了100%以上.仿真结果和分析都证明了本方法的进一步研究的潜力.     

Multiuser MIMO OFDM Based TDD/TDMA for Next Generation Wireless Communication Systems

Multiple-input multiple-output (MIMO) wireless technology in combination with orthogonal frequency division multiplexing (MIMO OFDM) is an attractive air-interface solution for next-generation wireless local area networks (WLANs), wireless metropolitan area networks (WMANs), and fourth-generation mobile cellular wireless systems. In this paper, one multiuser MIMO OFDM systems with TDD/TDMA was proposed for next-generation wireless mobile communications, i.e., TDD/TDMA 4G, which can avoid or alleviate the specific limitations of existing techniques designed for multiuser MIMO OFDM systems in broadband wireless mobile channel scenarios, i.e., bad performance and extreme complexity of multiuser detectors for rank-deficient multiuser MIMO OFDM systems with CDMA as access modes, extreme challenges of spatial MIMO channel estimators in rank-deficient MIMO OFDM systems, and exponential growth complexity of optimal sub-carrier allocations for OFDMA-based MIMO OFDM systems. Furthermore, inspired from the Steiner channel estimation method in multi-user CDMA uplink wireless channels, we proposed a new design scheme of training sequence in time domain to conduct channel estimation. Training sequences of different transmit antennas can be simply obtained by truncating the circular extension of one basic training sequence, and the pilot matrix assembled by these training sequences is one circular matrix with good reversibility. A novel eigenmode transmission was also given in this paper, and data symbols encoded by space–time codes can be steered to these eigenmodes similar to MIMO wireless communication systems with single-carrier transmission. At the same time,, an improved water-filling scheme was also described for determining the optimal transmit powers for orthogonal eigenmodes. The classical water-filling strategy is firstly adopted to determine the optimal power allocation and correspondent bit numbers for every eigenmode, followed by a residual power reallocation to further determine the additional bit numbers carried by every eigenmode. Compared with classical water-filling schemes, it can also obtain larger throughputs via residual power allocation. At last, three typical implementation schemes of multiuser MIMO OFDM with TDMA, CDMA and OFDMA, i.e., TDD/TDMA 4G, VSF-OFCDM and FuTURE B3G TDD, were tested by numerical simulations. Results indicated that the proposed multiuser MIMO OFDM system schemes with TDD/TDMA, i.e., TDD/TDMA 4G, can achieve comparable system performance and throughputs with low complexity and radio resource overhead to that of DoCoMo MIMO VSF-OFCDM and FuTURE B3G TDD.     

Turbo编码STBC系统中削弱误差传播的迭代多用户检测技术

空时编码(STC)技术将天线阵列信号处理和信道编码技术联合起来实现无线信道容量的有效增加。为了抑制空时分组编码(STBC)系统的共道用户干扰,对低复杂度的多用户检测算法进行研究,该文提出了一种STBC系统的迭代(turbo)多用户接收机。该接收机由一个软入软出(SISO)基于均值的软判决多用户检测器(Soft Decision Multi-User Detector, SDMUD)和一组SISO Turbo信道解码器构成。两者之间通过迭代交换外信息,精确地估计用户信号。仿真结果表明这种接收技术经3次迭代后性能改善约2dB,并且系统性能会随着接收天线的增多而得到明显提高,从而大大增加系统容量。     

基于差分空时分组码的DS-CDMA系统下行MOE自适应接收机

DS—CDMA下行链路的性能受到信道衰落和多址干扰的影响。本文提出了一种MOE多用户检测技术与差分空时分组码相结合的新方法。该方法不需要信道估计,并可在克服信道衰落的同时达到抑制多址干扰的目的。为适应无线信道的时变特性,基于阵列处理中广泛应用的分支干扰相消器结构,我们给出了该方法的RLS自适应实现形式。计算机仿真结果证实了本文提出方法的优良性能。     

直扩卫星通信系统中多用户检测算法比较

实际在CDMA系统中,多址干扰(MAI)是主要的干扰来源,多用户检测技术完全可以抑制这种多址干扰。论文分析了几种典型的多用户检测技术,并在高斯信道环境下对解相关检测器、最小均方误差检测器和传统检测器进行了仿真和性能比较。     

An overview of scheduling algorithms in MIMO-based fourth-generation wireless systems

In this article an overview of the scheduling algorithms proposed for fourth-generation multiuser wireless networks based on multiple-input multiple-output technology is presented. In MIMO systems a multi-user diversity gain can be extracted by tracking the channel fluctuations between each user and the base station, and scheduling transmission for the "best" user. Based on this idea, several opportunistic scheduling schemes that attempt to improve global capacity or satisfy users with different QoS requirements have been proposed. Transmit beamforming procedures aimed at increasing the channel fluctuations have been proposed. The simultaneous exploitation of both spatial and multi-user diversity is not straightforward; however, it may be achieved by a refined selection of the "best" user. In addition, a multiple access gain can be obtained from a simple SDMA/TOMA system. Finally, several resource allocation schemes are discussed for this hybrid multiple access system.     

一种针对基于人工噪声的MU-MISOME保密通信系统的全新优化方案（英文）

This study investigates artificial noise aided Multiuser Multiple-Input Single-Output(MU-MISO) broadcast wiretap system designs in slow fading channel environment. We adopt a beamforming technique with artificial noise to achieve secure multiuser communication and optimize system performance. To overcome the complexity of this model, a novel optimization scheme using semiclosed-form expressions and Monte Carlo method is employed to derive the relationship between transmission parameters and secu...     

基于时间反演的多用户下行安全传输技术

无线通信是开放的自由空间，窃听用户可能在通信过程中对信息进行窃取.针对多用户下行链路的信息泄露问题，提出一种基于时间反演（time reversal，TR）且采用波束赋形（beam forming，BF）技术优化的安全传输方案.该方案以最大化安全容量为多用户通信准则，建立多输入单输出（multiple-input single-output，MISO）窃听信道模型.一方面基站采用BF技术使信号在指定方向上增强，针对期望用户发送需求信号；另一方面由于TR技术对环境是自适应的，基站的信号在发射之前都要经过TR腔，其空时聚焦性使能量聚焦在合法接收方，保密性能更优.理论分析和仿真结果表明:与已有物理层安全方案相比，所提方案安全容量更高，误比特率更低.     

长码CDMA系统上行链路多用户接收机设计

提出一种适用于长码CDMA移动通信系统上行链路的多用户接收机设计方案，包括多用户信道估计、多用户检测以及信道跟踪等算法。通过把用户传播时延的影响放入信道响应矩阵中，由信道估计间接得出各用户的传播时延。使用迭代运算的方式使得运算量分散，降低了对硬件平台的要求，使算法更为适用。增大观察窗的长度达到了更准确的用户信息比特判决，提高了接收机的性能。仿真结果表明文章提出的接收机设计方案具有很好的远近效应抑制能力，性能远高于传统的单用户Rake接收机。     

Neural Network Implementation of the Optimum CDMA Multi-user Detector

lintroductionCDMA,owingtoitshighcapacitypotentialandotherdesirablefeatures,suchasanti-mutipath,fadingandantljammingcapabilities,isaimatprovidingamuchhighercapacitythanthepreviousgenerationsofmobilecommunicationsystems.ThistechniquepermitSalltheuserin...