有限反馈MIMO OFDM系统公平性资源分配算法

针对多输入多输出正交频分复用(Multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统资源分配过程中信道信息反馈开销过大的问题,给出了一种基于有限反馈的公平性资源分配算法.该算法在发射总功率、目标误码率以及用户间比例速率约束条件下,以最大化系统和容量为目标,将相邻子载波分簇并反馈部分簇的信道状态信息(Channel state information,CSI),利用部分已反馈簇的信道状态信息CSI对未反馈簇的CSI进行估计,据此进行子载波簇、功率和比特三级分配.仿真结果表明,该算法在保证用户间比例公平性和系统和容量性能的同时,有效降低了系统的反馈开销,实现了系统性能与反馈开销的良好折中.     

基于低秩矩阵完备的大规模MIMO系统信道估计研究*

随着大规模MIMO系统中天线数的增长,获取信道状态信息(channel state information at the transmitter, CSIT)所需的下行信道训练开销和上行反馈开销变得非常巨大。针对信道估计开销过大的问题,提出了一种新的CSIT估计方案和基于低秩矩阵完备的信道估计算法。在本方案中,基站发送训练信号给各个用户之后,用户直接将其观测信号反馈给基站,并在基站端进行统一的CSIT估计。然后,利用大规模MIMO信道矩阵的特点将信道估计问题转化为低秩矩阵完备问题,从而利用软阈值算法恢复出所有用户的信道状态信息。仿真结果表明,该算法可以获得精确的信道状态信息并有效地估计减少了信道估计开销和复杂度。     

一种非理想反馈MIMO-OFDM系统资源分配算法

针对多用户MIMO-OFDM系统资源分配问题,给出了一种基于非理想反馈的自适应子载波分配算法。由于实际系统中往往存在反馈时延和反馈误差,利用置信系数和等价方差模型来表征反馈信道状态信息的质量,以最大化系统和容量为目标,在发射总功率一定并满足误码率约束条件下,将子载波分配给信道增益最好的用户,然后对所有子载波进行注水功率分配。理论分析和仿真结果表明,该算法能够充分利用多用户的分集增益,有效地提高了系统和容量性能。     

CSIT对无线MIMO网络自由度的影响

信道状态信息的存在可以使通信系统对信道获得自适应性,在多输入多输出系统中为高可靠性高速率的通信提供了保障.在接收端获得CSI通常是现实可行的,而发射端CSI的获得则需满足一定条件.容量是衡量信道传输能力的重要指标,而自由度是表征容量线性增长能力的主要因子.因此CSIT的存在或是缺失会对MIMO网络的容量及自由度产生一定的影响,为此研究了CSIT对MIMO网络自由度的影响,主要包括广播信道、干扰信道以及X信道,将有/无CSIT情况下获得的DoF及其区域进行分情况比较,分析得出大部分情况下CSIT的存在能够增加网络的DoF,有CSIT时MIMO XC的自由度区域以及多网络并存时的DoF及其区域有待进一步研究.     

MIMO-OFDM系统抗干扰信道估计算法

提出一种抗干扰信道估计(AICE)算法用于解决MIMO-OFDM系统信道估计问题。该算法在接收端通过对收到的累加信号进行分解,得到来自不同发射天线的信号,通过消除符号间干扰与子载波间干扰及采用期望值最大迭代算法进行信道估计来减小估计误差,提高信道估计的准确性。与ICE算法的性能比较证明了AICE算法在瑞利衰落信道下具有更好的信道估计均方误差及误比特率性能。     

基于信道状态信息子载波特征差分的 人体移动检测方法

无线信号在室内易受到多径效应、小尺度衰落等影响,使得现有基于射频信号的人体移动检测方法无法保证缓慢行为识别的鲁棒性和可靠性.该文通过分析人体行为与CSI子载波的相关性发现不同子载波对人体行为存在敏感差异性,进而提出基于离散小波变换的信道状态信息子载波特征差分算法,设计设备无关的人体移动检测.在多径丰富和稀疏两种室内场景下的实验结果表明,该方法对人体移动检测的平均精度可达到93%.     

M-Charm速率自适应算法在瑞利平坦衰落信道的性能分析

针对Charm(channel-aware rate selection algorithm)算法在瑞利平坦衰落信道下误码率性能较差的问题,提出了M-Charm(modified Charm)速率自适应算法。该算法基于Charm算法,通过调整信噪比估计参数,增加差值补偿机制,以提高信道估计的准确性,进而降低了误码率。在瑞利平坦衰落信道模型下的仿真结果表明,M-Charm算法不仅保持了较好的吞吐量性能,而且大大改善了误码率性能。     

慢衰落信道下并行HARQ系统的速率自适应算法

为提升慢衰落信道下多路并行混合自动重传请求(HARQ)系统的吞吐率性能,提出一种基于实时信道状态信息估计的速率自适应算法.设计适用于多次重传的速率自适应策略,推导系统吞吐率与速率选择的关系,并使用动态规划方法求解最优速率配置.瑞利衰落信道下的仿真结果表明,相比使用非实时信道状态信息的HARQ速率自适应算法,实时信道状态...     

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。     

基于CSI信号的被动式室内指纹定位算法研究

基于信道状态信息(CSI)的定位技术在室内场景应用中被广泛关注,为了提高WiFi信号多径效应对接收信号强度指示的室内定位精度和稳定性,提出一种基于CSI信号的被动式室内指纹定位算法。该算法在离线阶段将定位场所划分为同等大小的区域块,在各连接点位置使用方差补偿的自适应卡尔曼滤波（Kalman）算法对原始数据进行滤波。再对滤波后的数据使用二分K均值聚类（K-means）算法进行分类,将处理得到的CSI幅值和相位信息共同作为指纹;在线阶段根据待测点采集的实时数据与指纹库进行匹配识别,被定位对象无需携带任何设备。仿真实验与实地实验表明,该算法利用信道状态信息中的子载波特征进行定位,能够有效减轻信号接收端的多径衰减影响,定位精度有明显提高。      

Resource allocation for physical-layer security in OFDMAdownlinkwith imperfect CSI

We investigate the problem of resource allocation in a downlink orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) broadband network with an eavesdropper under the condition that both legitimate users and the eavesdropper are with imperfect channel state information (CSI). We consider three kinds of imperfect CSI: (1) noise and channel estimation errors, (2) feedback delay and channel prediction, and (3) limited feedback channel capacity, where quantized CSI is studied using rate-distortion theory because it can be used to establish an informationtheoretic lower bound on the capacity of the feedback channel. The problem is formulated as joint power and subcarrier allocation to optimize the maximum-minimum (max-min) fairness criterion over the users’ secrecy rate. The problem considered is a mixed integer nonlinear programming problem. To reduce the complexity, we propose a two-step suboptimal algorithm that separately performs power and subcarrier allocation. For a given subcarrier assignment, optimal power allocation is achieved by developing an algorithm of polynomial computational complexity. Numerical results show that our proposed algorithm can approximate the optimal solution.     

空间相关信道下大规模MU-MISO系统频谱效率分析

针对大规模MU-MISO系统中频谱效率受信道和功率分配的影响,研究在空间相关信道下的频谱效率问题。首先通过发射信号的波程差确定导向矩阵得出用户发射相关矩阵,并结合大尺度阴影衰落和具有高斯分布的散射环境,建立空间相关信道;然后基于空间相关信道,通过预编码减少多用户之间的干扰,并仿真预编码对频谱效率的影响;最后在发射功率受限、各用户接收信号具有一定信干比场景下提出一种功率分配算法,使得系统的频谱效率总和最大化。仿真结果表明,在空间相关信道下RZF预编码的频谱效率优于MRT预编码频谱效率;与平均功率分配方式相比,提出的算法在频谱效率有了明显的提升,并具有较强的理论价值和实践意义。     

MIMO-OFDM系统中一种低开销有限反馈新方法

以LTE-Advanced为背景,针对多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中的关键技术--基于码本的有限反馈预编码进行了研究,提出了一种基于递归算法的有限反馈新方法。利用各子载波间的频域相关性,以前一个子载波所选码字为基础,通过内积运算排序的方法来确定当前子载波的码字集合,然后对与该新码字集合相对应的码字索引进行可变长编码,以用于系统反馈。仿真结果表明：在递归反馈算法的基础上利用可变长编码能有效降低LTE-Advanced系统的反馈开销。     

OFDM系统中自适应比特和功率分配研究

提出了一种改进的OFDM系统中自适应比特功率分配算法。该算法可适用于多径频率选择性衰落信道,根据信道特征,动态地为OFDM系统的各子信道分配比特和发送功率。该算法在一定的误比特率和信息速率的情况下,使得总发送功率最小化。仿真结果表明,该算法在相同误比特率的情况下比不采用自适应技术的OFDM系统节省了发送功率。     

电力线通信中动态子载波组分配

针对电力线通信自适应OFDM系统的限制条件,探讨在每OFDM符号内各RT用户要求的约束下,研究系统总功率地窖注水分配后多子载波上的速率自适应子载波分配模型,提出一种新的动态子载波组分配算法。在典型电力线信道环境下对其仿真,并与另外两种分配算法进行比较,结果表明,本文动态子载波组分配算法的复杂度大大减小,能满足多用户资源分配的多目标要求。     

基于压缩感知的大规模MIMO系统导频优化及信道估计算法

针对频分双工（FDD）大规模MIMO系统下行信道估计过程中由于导频数和基站天线数成正比会造成巨大的导频开销这一问题,首先提出一种基于压缩感知（CS）技术的伪随机导频优化方案,该方案令基站发射非正交导频信号,并且以最小化观测矩阵的互相关为优化目标,通过引入交叉、变异判断机制和内、外循环机制以实现对导频序列的优化;其次,联合利用无线MIMO信道的空间公共稀疏性和时间相关性提出一种基于压缩感知技术的信道状态信息（CSI）估计算法,利用线性最小均方误差（LMMSE）算法进行矩阵估计以精确获取CSI。分析和仿真结果表明,与随机搜索算法、逐位置优化方案、局部公共支撑算法、自适应结构子追踪（ASSP）算法、正交匹配追踪（OMP）算法以及逐步正交匹配追踪（StOMP）算法相比,所提算法在低导频开销比和低信噪比（SNR）的情况下均可以维持良好的信道估计性能。     

Cross-layer resource allocation in wireless multi-hop networks with outdated channel state information

The cross-layer resource allocation problem in wireless multi-hop networks （WMHNs） has been ex-tensively studied in the past few years. Most of these studies assume that every node has the perfect channel state information （CSI） of other nodes. In practical settings, however, the networks are generally dynamic and CSI usually becomes outdated when it is used, due to the time-variant channel and feedback delay. To deal with this issue, we study the cross-layer resource allocation problem in dynamic WMHNs with outdated CSI under channel conditions where there is correlation between the outdated CSI and current CSI. Two major contributions are made in this work： （1） a closed-form expression of conditional average capacity is derived under the signal-to-interference-plus-noise ratio （SINR） model; （2） a joint optimization problem of congestion control, power control, and channel allocation in the context of outdated CSI is formulated and solved in both centralized and distributed manners. Simulation results show that the network utility can be improved significantly using our proposed algorithm.     

低密度校验码在瑞利衰落信道中的性能分析

低密度校验（LDPC）码具有编码增益高，译码速度快，可并行译码等特点，是当前编码界的一个研究热点，但是目前已有的研究成果都集中在高斯信道上，该文分析和讨论了LDPC码在瑞利衰落信道下的性能，应用联合界技术推导了一个规则友的性能限，并给同了仿真结果，且发现LDPC码在瑞利衰落信道下也具有非常好的性能。     

延时受限流量系统中的预编码技术研究

针对有限延时业务中发端信道状态信息(CSIT)只能逐时隙获得的问题,提出一种基于不完全CSIT的预编码器设计方法,其中包括基于接收功率量化的优化(OPT)搜索算法和次优低复杂度的混合功率分配(HPA)算法。仿真结果证明了该设计的有效性,在一个延时要求为4个时隙的系统中,与传统设计方法相比,OPT预编码器和HPA预编码器分别获得6.1 dB和5.8 dB的性能增益。