有限反馈MIMO波束成形系统自适应码本选择算法

提出一种基于两级码本结构的有限反馈自适应MIMO波束成形技术,对该两级码本进行一定的组合,得到一个码本集并从中选择用来量化的码本.在反馈码字索引的同时包含了码本选择的信息,从而实现码本的自适应切换.仿真结果表明,在相同误码率情况下,该方法能够降低反馈速率.     

全双工MIMO中继系统中一种高性能波束成形算法

全双工中继系统相比于半双工中继系统可以极大地提高频谱利用率,但是中继收发端之间的信号泄漏严重影响全双工系统的性能。为了抑制基于译码转发的全双工多输入多输出中继系统的自干扰,提高信息传输速率,提出了一种波束成形算法。该算法在中继站采用基于最小均方误差的接收与发射波束成形,并联合两个波束成形矩阵建立迭代结构以得到最优解。仿真表明,同传统的零空间投影与最大化信干比算法相比,提出的算法能够有效提高系统性能。在中高信噪比时,该算法较最大化信干比算法获得0.8 bit/(s·Hz)左右的速率增益;当误码率达到10-3以及更低时,该算法相比于最大化信干比算法能获得1.5 dB左右的信噪比增益。     

MIMO—OFDM中基于波束成形的天线选择研究

为减少多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统的复杂度，本文基于最小化差错概率准则，提出一种波束成形的天线选择算法。该算法不仅可以减少收发两端DFT／IDFT的个数，而且有效减少射频模块的个数，从而大大降低系统的复杂度。为降低天线选择算法本身的复杂度，文中提出一种简化的天线选择算法。仿真结果表明，与时频联合波束成形算法相比．相同性能要求下，其需要的射频模块的个数可减少37．5％以上。     

基于随机波束成形MIMO系统的信道反馈算法

MIMO系统是未来移动通信发展的趋势.随机波束成形利用包含信道质量的反馈信息,可以开发多用户分集增益,进一步提高MIMO系统的容量.然而繁重的反馈信息会占据大量的无线资源,降低系统的实际效率.主要研究降低随机波束成形MIMO系统反馈开销的方法,提出了两种部分信道反馈算法:门限反馈和最优反馈.理论推导表明了系统平均容量与反馈率之间的权衡关系,仿真结果证明了只要恰当地选取反馈参数,这两种反馈算法可以在几乎不牺牲系统容量的前提下,极大节省反馈开销.其中,门限反馈在系统容量方面表现要好于最优反馈,而最优反馈在实现简便性方面要强于门限反馈,因此实际设计时要折中考虑.     

宽带电力线MIMO通信中基于能效的波束成形算法

宽带电力线MIMO通信中,由于存在多用户干扰和共信道干扰,需要应用波束成形算法消除,由于信道状态信息不能准确获得,需要对信道进行量化反馈,故反馈误差会导致系统性能下降;针对此问题,本文提出了一种考虑量化误差影响的波束成形算法,此算法在保证用户服务质量的前提下,以最大化系统能源利用效率为优化目标,仿真验证了此波束成形算法的有效性和鲁棒性.     

多用户MIMO系统的一种低复杂度用户选择算法

联合块对角化和几何均值分解（BD-GMD）是一种用于下行多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统的预编码方案。在信噪比（SNR）较高的情况下,此方案在信道吞吐量和误符号率（SER）两方面都是渐进最优的。但是,在BD-GMD方案中,发射和接收天线的数量限制了能同时通信的用户数。在一个拥有大量用户的下行MU-MIMO系统中,为了使得系统总的吞吐量最大,基站必须从大量的用户中选出一个用户子集,同时对他们进行服务。采用穷尽搜索算法能得到最优的用户子集,但这种方法所需要的计算量太大。因此,我们提出一种次最优但是计算复杂度较低的用户选择算法,用于采用BD-GMD方案的下行MU-MIMO系统。此算法具有随用户数变化的线性复杂度,另外,仿真结果显示,其总的吞吐量大致能达到采用穷尽搜索算法所获得的系统总吞吐量的95％。     

基于PU2RC的下行多用户MIMO系统多模发送方案

针对有限反馈下行多用户多输入多输出（multiple-input multiple-output, MIMO）系统,提出了一种基于每用户正交码率控制（per user unitary rate control, PU2RC）的多模发送方案。该方案通过最大化系统的遍历和速率来自适应地选取发送模式,即系统同时传输的并行数据流数目。由于直接计算系统的遍历和速率比较困难,论文推导出它的一个上界,并以最大化该上界来简化发送模式的选取。仿真结果表明,所提方案的遍历和速率性能优于传统PU2RC方案,特别当系统中用户数不大或者信噪比较高时,性能有明显的改善。     

多用户MIMO系统中的一种低复杂度用户选择算法

联合块对角化和几何均值分解(BD-GMD)是一种用于下行多用户多输入多输出(MU-MIMO)系统的预编码方案。在信噪比(SNR)较高的情况下,此方案在信道吞吐量和误符号率(SER)两方面都是渐进最优的。但是,在BD-GMD方案中,发射和接收天线的数量限制了能同时通信的用户数。在一个拥有大量用户的下行MU-MIMO系统中,为了使得系统总的吞吐量最大,基站必须从大量的用户中选出一个用户子集,同时对他们进行服务。采用穷尽搜索算法能得到最优的用户子集,但这种方法所需要的计算量太大。因此,提出了一种次最优但是计算复杂度较低的用户选择算法,用于采用BD-GMD方案的下行MU-MIMO系统。此算法具有随用户数变化的线性复杂度,另外,仿真结果显示,其总的吞吐量大致能达到采用穷尽搜索算法所获得的系统总吞吐量的95%。     

LDPC码和协作MIMO系统结合的波束成形技术性能分析

将波束成形技术用在协作多输入多输出(MIMO)系统中,通过半双工的放大转发模式的中继传输协议,提出了奇异值分解与最小均方误差(SVD-MMSE)混合波束成形技术的方法.将发送端的信息采用低密度奇偶校验码(LDPC)编码,可以有效利用空间分集,提高了系统性能.通过Matlab仿真表明SVD-MMSE的混合算法的误码率性能比单一的SVD算法和MMSE算法在BER=10-6时分别提高了0.5 dB和0.4 dB左右.     

MIMO系统中基于微时隙波束选择的机会波束形成性能仿真

文章研究了可以获得MIMO系统慢衰落信道中下行链路多用户分集增益和复用增益的机会波束形成（OBF）技术,并将其扩展到接收端多天线的情况下,发射端采用基于微时隙的波束选择技术进一步提高系统容量。每个微时隙基站利用随机产生的酉矩阵将M个数据子流承载在M个随机波束上进行发送,根据每个用户的反馈信干噪比机会地决定接收用户。最后系统选择使其容量最大的正交酉矩阵发送数据,并用注水算法进行功率分配进一步提高系统吞吐量。文中提出方法的优点在于,在接收端多天线的情况下系统通过波束选择技术进一步提高系统吞吐量。     

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。     

A joint antenna and user selection scheme for multiuser MIMO system

In this paper, we present a low-complexity algorithm for real-time joint user scheduling and receive antenna selection (JUSRAS) in multiuser MIMO systems. The computational complexity of exhaustive search for JUSRAS problem grows exponentially with the number of users and receives antennas. We apply binary particle swarm optimization (BPSO) to the joint user scheduling and receive antenna selection problem. In addition to applying the conventional BPSO to JUSRAS, we also present a specific improvement to this population-based heuristic algorithm; namely, we feed cyclically shifted initial population, so that the number of iterations until reaching an acceptable solution is reduced. The proposed BPSO for JUSRAS problem has a low computational complexity, and its effectiveness is verified through simulation results.     

3D MIMO系统中一种有限反馈开销降低方法

针对三维多输入多输出（3D MIMO）预编码系统的高反馈开销问题,结合信道预测,提出了一种基于时频域二维分簇的有限反馈开销降低方法。该方法利用信道的时频域相关特性,用户端根据与当前帧中数据块所对应的信道状态信息（CSI）,采用自回归（AR）模型来预测与后续帧中数据块相对应的3D CSI,进而对预测得到的CSI进行时域与频域二维分簇处理,最后将与每个反馈数据块相对应的预编码矩阵索引反馈给基站。仿真结果表明：该方法在保证系统性能的同时,不但大幅度地降低3D MIMO多用户系统的反馈开销,而且有效地改善了反馈延迟对系统性能所造成的影响。     

多用户系统中基于双码本的有限反馈预编码

针对多用户MIMO-OFDM下行链路由有限反馈导致的性能缺失,提出了一种基于双码本的有限反馈预编码方案。该方案在接收端依据部分子载波信道信息并采用期望用户最大信干比准则,从预置码本中选取主码字及扰动码字反馈给发送端,在发送端根据子载波簇的相关性重构各子载波预编码矩阵,然后利用矩阵线性变换特性对主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。     

基于二级码本的迫零波束成型自适应预编码方案

为了克服基于有限反馈的多用户多输入多输出(MIMO)系统中迫零波束成型(ZFBF)预编码方案反馈量小时性能较差的缺陷,提出一种基于二级码本的ZFBF自适应预编码方案。该方案的码本设计结合了酉矩阵和随机矢量码本,首先在一级码本中搜索最佳的波束成形矢量; 然后在扰动范围内计算最佳波束成形矢量对应的信干噪比(SINR),将其与系统设定的SINR门限值进行比较来决定用户的反馈信息; 最后基站根据用户的反馈信息自适应地改变码本,对用户进行ZFBF预编码。从而简化了用户端的码本搜索过程,并且在用户数较多的情况下用较少的反馈比特数达到较好的性能。仿真结果表明,该方案能够显著降低每用户的平均反馈比特数,以较低的反馈速率获得较好的和容量性能。     

基于部分信道信息反馈的多用户MIMO传输机制研究

在宽带无线通信系统中,多天线技术的实现依赖于多用户MIMO传输机制及信道信息反馈的有效解决.提出一种发送端进行干扰消除的TIE算法及相应的用户选择算法和功率分配算法,并提出一种基于向量量化的部分信道信息反馈机制,可以在多用户环境中提高系统性能并能有效降低信道信息反馈开销.分析了采用部分信道反馈机制的TIE算法的性能,论证了其性能特征.实验结果表明,与其他算法相比TIE算法可以有效地提高系统数据速率,而部分信道反馈机制可以在保持系统数据速率的前提下极大地降低信道反馈信令的开销.     

统一框架下协作MIMO系统预编码方案

针对在协作MIMO系统中多小区及多用户间的干扰对系统性能的影响,一般都会基于某种设计准则进行预编码处理,但是由于设计目标的单一性会导致系统性能的不均衡,为了优化系统的整体性能,均衡各种性能指标,提出了统一数学框架下的预编码方案,并基于凸优化理论借助拉格朗日方程给出了预编码矩阵的求解方法。经仿真证明,算法在目标函数的收敛速度以及系统容量方面具有一定的优势,表明了所提方案实施的可行性。