多用户预编码技术在中继系统中的应用

在协同中继系统中,多个用户采用相同时频资源传输信息时,采用预编码技术可以有效消除用户间干扰。本文对多用户预编码技术在中继系统中的应用进行了总结,从下行与上行链路两个方面分析了不同网络拓扑结构下预编码技术的应用。     

一种前向放大中继通信系统中的有限反馈中继预编码方案

 本文首先给出了前向放大中继通信系统中,在给定QoS要求下的最优中继预编码矩阵的设计. 进而,针对实际通信系统中反馈信道带宽的限制,给出了一种有限反馈中继预编码码本的设计方案. 计算机仿真表明,本文所提新码本有限反馈中继预编码方案的系统性能随着反馈比特数的增加接近完全反馈下的系统性能,且在相同反馈比特数下的系统容量和误码率均明显优于将传统MIMO通信系统中的Grassmannian码本或随机码本直接应用于中继预编码的有限反馈方案.     

单中继多用户MIMO系统中继预编码新方案

针对单中继多用户多输入多输出(MIMO)通信系统中用户间干扰问题,提出了一种可以有效抑制用户间干扰的中继接收和预编码方案。该方案在中继端对信号进行迫零(ZF)接收,利用最大化信漏噪比(SLNR)准则设计中继端预编码向量,并针对难以获得最优解的情况,利用迭代解出次优解。仿真结果表明,与中继端ZF预编码相比,SLNR预编码更好地抑制了用户间干扰,相同和速率性能下,基站发送端功率比ZF预编码减少4 dB,具有实用价值。     

一种低复杂度多用户MIMO预编码方法

针对多用户多输入多输出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)系统下行链路,提出了一种基于特定矩阵结构的低复杂度线性预编码方法。该方法利用规则块对角化(RBD,Regularized Block Diagonalization)方法的预编码矩阵具有的内在结构设计预编码矩阵,通过最小化总的干扰与噪声功率之和得到预编码矩阵的最终形式。等效性证明和复杂度分析表明,该方法能够获得与规则块对角化方法相同的"和速率"性能,同时大幅度降低了运算复杂度。仿真实验结果验证了这一结论。     

一种基于嵌套晶格码的MIMO中继多用户矢量预编码设计

针对多输入多输出(MIMO)中继多用户系统的多址传输问题,为了提高系统可达速率和误码率性能,该文利用嵌套晶格码具有可达加性高斯白噪声信道容量的特性,设计一种基站和中继联合预编码的方法。基站端的嵌套晶格码结合矢量扰动(VP)预编码,以控制发送信号的功率。由于矢量扰动预编码和嵌套晶格码都存在相同的模运算步骤,因此在中继端的模运算抑制噪声功率的同时消除了冗余矢量。接着实现中继联合迫整数预编码方法,这种基站/中继混合预编码技术能够控制等效噪声功率,实现对蜂窝用户的有效信号传输。更进一步地,在给出整系数矩阵和扰动矢量矩阵的计算方法后,以最大化系统可达速率为目标对基站和中继的功率实现最优分配。实验结果表明,该方案在可达速率和误码性能方面优于现有方案。     

一种基于预编码的AF多中继协作通信系统信道估计方法

针对瑞利平坦衰落信道下AF多中继协作通信系统,提出了一种基于预编码的分段式信道估计方法.该方法分两个阶段对S-R和R-D两个链路的信道状态信息进行估计,利用在中继端进行预编码,使中继节点可同时向目的节点发送训练序列.仿真结果表明,提出的方法可有效地估计出两段链路的信道状态信息,减小了训练时隙的开支,缩短了信道估计时间.     

基于中继协作的多用户MIMO技术

介绍了多用户MIMO系统方案,给出了多中继协作的多用户MIMO系统的模型,对一种简单的中继协作的多用户MIMO系统的性能进行了仿真,并分析了仿真结果。     

多用户MIMO系统中的预编码技术研究

多用户MIMO系统的预编码技术是未来移动通信研究的关键技术之一。文章对常用的预编码算法——线性的与非线性的——实现流程进行了详细描述,根据研究现状提出了未来预编码研究的发展趋势。仿真结果表明,非线性预编码算法的性能要优于线性预编码算法。     

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。     

一种适用于下行多用户MIMO信道的预处理方法

在研究了多用户MIMO下行信道矩阵的基础上,本文提出了一种基于信道矩阵奇异值分解的多用户预处理方法。该方法将预编码矩阵分解为一些特殊矩阵的加权和。利用这种分解方法,本文研究了信道反转(CI)方法和规则化反转(RCI)方法,结果显示这两种方法均是本文提出的方法的特殊解。在发射功率约束条件下,本文给出了基于最大平均信道容量准则的迭代的参数优化方法。计算机仿真结果显示,本文提出的方法具备了较好的性能:相对于CI和RCI算法,有效提升了系统的平均信道容量和中断容量并且能够更好的处理远近效应问题。     

多用户MIMO系统TH预编码

传统TH预编码方案将所有的均衡工作放在发射端完成,没有充分发挥MIMO技术的优势。该文提出一种针对移动端多天线的TH预编码方案,用户之间的干扰消除由发射端完成,而用户之间多个流之间的干扰消除由各个用户自行完成。通过对信道矩阵进行块下三角分解并按速率最大准则进行功率注水,所提方案比传统单天线TH预编码方案有更高的速率。     

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。     

多用户MIMO系统下行链路的随机多波束复用技术

该文提出了一种随机多波束多用户复用技术,充分利用多用户分集以及基站多天线的空间自由度来提高系统吞吐量。不同于传统的随机波束形成技术,该技术首先在给定预编码码本内随机选取一个码字,然后调度多个空分复用用户以及其余预编码矩阵。该文采用了一种逐次调度的方式,第一次训练调度一个主发送用户并确定一个次发送预编码矩阵,通过第二次训练选择次发送用户,这种方式能以很小的反馈开销有效控制复用用户之间的相互干扰。同时,该文所提技术能进一步推广到用户具有不同天线配置的异构情形。仿真结果表明,该文技术在具有不同相关性的信道环境下都能获得较优的系统吞吐量。     

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.     

Noncooperative Multimode Precoding with Limited Feedback in MIMO Interference Channels

This letter proposes an iterative multimode precoding scheme with limited feedback for nonreciprocal MIMO interference channels. Based on analysis of game theory, we model the iterative multimode precoding as a noncooperative game with a finite set of strategies. Numerical results are presented to verify the sum rate performance of the proposed scheme.     

一种多输入多输出系统中有限反馈预编码的自适应跟踪测度

该文提出一种新的适用于无线相关信道中有限反馈预编码多输入多输出系统的预编码矩阵自适应跟踪测度。由于该测度在统计意义下对信道的相关性与预编码矩阵变化的关系具有更优化的描述,所以基于该测度的方案在保持较低反馈信息量的前提下,能够进一步改善预编码系统性能。文中给出优化自适应跟踪测度的理论推导。系统仿真分别针对无线信道的频域相关和时域相关,并结合空间分集和空间复用两类系统结构予以讨论,并验证了理论分析结果。另外,由于该测度方案算法复杂度更低,所以更具工程实用价值。     

基于干扰驱动的多输入单输出认知系统线性预编码设计

在多天线(MIMO)认知无线电网络(CR)中,传统的预编码算法主要是抑制或消除认知用户(SUs)之间的干扰,达到优化系统性能的目的。与传统算法不同,该文从利用干扰的角度提出了两种新的预编码算法,即认知部分线性预编码(CR-PLP)和认知相位调整预编码(CR-PALP)。理论分析和仿真结果表明,这两种算法都能够利用星座图中的相位信息,通过保留相长干扰,提高接收端信号的信干噪比(SINR)。与CR-PLP使相消干扰为零不同,CR-PALP通过相位旋转将干扰转化成相长干扰,以较低的计算复杂度,进一步降低了误符号率(SER),提高了认知用户的信息速率。     

无人机辅助多用户毫米波MIMO系统的透镜波束预编码技术研究

无人机(UAV)与毫米波(mmWave)多输入多输出(MIMO)系统的结合可以提供高数据速率的空中链路,然而其部署位置及波束赋形设计直接影响无线通信系统的吞吐量。为实现多用户同时接入通信,该文提出基于离散透镜阵列(DLA)结构的波束空间预编码技术,构建了联合UAV飞行高度、波束选择及混合预编码的优化方案。为了解决这一涉及随机目标函数的非凸优化问题,该文利用最小化加权最小均方误差方法,将问题转化为求一系列子优化问题,进而通过一种惩罚对偶分解(PDD)算法求解。数值仿真结果表明,该方案能够实现接近全数字波束赋形方案的频谱效率性能。     

一种实用的毫米波大规模MIMO混合预编码算法

数字模拟混合预编码可以用较少的射频逼近全数字预编码的性能,可以用来解决毫米波大规模MIMO系统中由于射频链路过多造成的硬件损耗和校准问题。为解决传统混合预编码结构难以实现的缺点,该文的混合预编码研究基于一种简单的固定子连接结构。推导了系统可达速率最大,模拟预编码矩阵应满足的条件,从而将混合预编码矩阵设计问题转化为优化问题。采用鸟群算法(BSA)解决此优化问题,求得最优的预编码矩阵。针对模拟移相器分辨率有限的情况,提出一种直接量化的解决方案和一种基于改进的离散BSA的解决方案。仿真结果表明,所提算法能够基于简单结构实现较好的性能;移相器分辨率有限情况下,所提的两种解决方案都是有效的,且基于离散BSA的方案在分辨率较低时性能更优。     

多用户准正交空时分组码MIMO系统的下行链路预编码

该文针对采用准正交空时分组码的多用户多输入多输出(QSTBC-MU-MIMO)系统,给出一种基于信漏噪声比(SLNR)准则的下行链路干扰抑制预编码方法。通过迭代优化,该文方法可以改善原始SLNR方法中由干扰用户增加所引起的系统性能下降问题,增强了算法对系统用户数的鲁棒性。由于在优化目标中考虑了系统噪声,该方法可通过恰当选取复比例因子来实现优化问题的简化求解。仿真结果验证了该文方法的有效性。