基于相关信道的多用户MIMO-OFDM下行链路资源分配

为了最小化多用户多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统下行链路发射功率,基于相关信道,提出按用户空间相关性分组的子载波共享方式与独占方式相结合的资源分配算法．不同用户组共享全部子载波,利用基于各组边缘用户中心角导引向量的组迫零方法实现各用户组的共道干扰抑制;各组内用户以独占方式分配子载波、比特、功率．仿真结果表明,新算法在不同速率及误比特率时,系统所需功率小于独占方式及基本迫零共享方式,且频谱利用率高于独占方式,基站所需发射天线数及计算复杂度小于基本迫零共享方式．     

基于多用户空间相关性的MIMO-OFDM下行链路资源分配

针对多用户MIMO-OFDM下行链路,满足各用户速率及误比特率需求的最小化系统功率问题,提出按用户空间相关性分组的子载波独占方式与共享方式相结合的资源分配算法。空间高度相关的用户分在一组,组内按比例公平原则以独占方式分配子载波;组间以收发结合的基于零空间交集的分组迫零算法实现子载波共享;用户以贪婪算法独立分配比特功率。仿真结果验证所提算法不仅系统总功率小于独占方式及基本迫零共享方式,而且频谱利用率高于独占方式、所需天线数小于基本迫零共享方式。     

分布式波束成形的迫零用户选择方案

为了实现在系统总人数大于基站发送天线数条件下,对多小区系统中小区间和小区内用户干扰同时抑制的目的,提出一种基于迫零算法的分布式波束成形的用户选择算法.算法将整体用户分为可一同参与迫零算法和不可一同参与的两类,并利用信道之间的弦距去选择可一同参与迫零算法的用户,实现波束成形向量与未参与迫零的本地信道之间的准正交,同时分析和证明了该算法的有效性.仿真结果表明,新算法在不同发送天线数和总用户数条件下,其吞吐率性能均优于传统算法.     

低复杂度大规模MIMO系统联合天线选择与用户调度波束成形

针对大规模多输入多输出(MIMO)系统硬件复杂度较高以及基站所能支持的最大用户数受基站天线数影响的问题,提出一种计算复杂度较低的适应于大规模MIMO系统下行链路的联合天线选择与递减用户调度算法,通过移除“差”的天线和用户来最大化系统总速率,降低基站所需配置的射频链路数.仿真结果证明,该方案能够在保证系统性能的前提下大幅度降低系统硬件复杂度.     

部分信道状态信息下简化的MIMO功率分配算法

针对当发端只有部分信道状态信息(Partial CSI)-信道统计信息时,最优的发送功率分配算法计算复杂度高这一问题,利用詹森(Jensen)不等式和注水法得到了一种简单的、低计算复杂度的功率分配算法.实验结果表明,对于收天线数不小于发天线数的MIMO系统,该算法对应的平均互信息和最优功率分配算法对应的信道容量吻合较好,可作为一种简便的功率分配算法应用于实际中.     

多用户线性分散码与空间复用组合系统预处理算法研究

为了更有效地去除多用户下行链路的共道干扰,针对多用户线性分散码与空间复用组合系统,基于球形检测算法原理,在假定基站已知信道状态信息的情况下,依据后验信噪比最大化准则提出一种改进的迫零预处理算法.理论及仿真结果均证明:改进的迫零预处理算法不仅可以彻底去除用户间的共信道干扰,而且当下行链路中发射天线数目增加时可以进一步提高系统性能.     

全双工大规模MIMO网络中最优天线分配

在全双工大规模MIMO网络中,为了降低自干扰,提升频谱效率,提出了一种最优天线分配算法。该算法在基站采用迫零线性信号处理和存在信道估计误差的前提下,首先推导出系统和速率的紧下界。通过分析该下界,以系统和速率最大化为优化目标,得到最优的收发天线比。理论分析和仿真结果表明:1）收发天线比与上行导频信号发射功率成正比,与下行导频信号发射功率成反比;2）当天线数目无穷大时,最优天线比趋近于1。     

TD-SCDMA中一种新的空分多址实现算法

利用TD-SCDMA中上下行信道的对称性,提出一种在基站侧进行发送信号处理以实现空分多址的算法,并分析了其计算复杂度。该算法通过对空时二维信号的处理,发送空时二维信号构成一个矩阵,利用矩阵的零子空间以实现空分多址。该算法无需改变终端结构,在基站侧安装8根天线,就可以以适中的计算复杂度取得系统容量的数倍提高。     

一种改进的大规模MIMO线性预编码算法

为了降低预编码算法在大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统下的误码率及复杂度,提出了一种改进的块对角化(block diagonalization,BD)预编码算法。该算法将正规迫零(regular zero forcing,RZF)预编码算法的预编码矩阵作为信道矩阵的伪逆,然后采用了复杂度较低的正三角(orthogonal triangular,QR)分解代替原BD算法的奇异值(singularly valuable decomposition,SVD)分解求平行单用户的等效信道,最终求得预编码矩阵。仿真结果表明,当基站配备128根天线,用户数为61时,改进算法的误码率及复杂度分别为0.109 5、1.379×10~8,较优化的块对角化(optimized block diagonalization,OBD)预编码算法的误码率及复杂度分别降低了11.5%和1.031×10~(10)。提出的改进算法可应用于大规模MIMO系统中。     

多用户分布式MIMO系统的低复杂度天线选择算法

相对于集中式系统,多用户分布式MIMO系统的基站端天线数量显著增大,因此基站端天线选择技术成为该系统的关键技术之一,然而采用传统的天线选择算法会因复杂度过高而制约系统的可实现性.为解决上述问题,针对多用户分布式MIMO系统的上行链路,提出一种基于优化参数的低复杂度接收天线选择算法.该算法采用逐减方法,以迭代优化参数的方式代替容量计算,从而达到降低计算复杂度的目的.复杂度分析和性能仿真结果表明,在有效降低运算量的同时,该算法的容量性能仍逼近最优算法.     

大规模MIMO多小区多用户TDD系统导频污染抑制方法

针对大规模MIMO系统中导频污染问题,提出一种基于路径损耗执行用户分组的导频调度策略（pilot scheduling based on path loss to perform user grouping,PLUG）,该策略以用户受导频干扰程度为依据将用户划分为中心用户组和边缘用户组,受导频污染较轻的中心用户分配相同导频,受导频污染严重的边缘用户分配正交导频,从而抑制导频污染的影响。PLUG策略假定每个小区的边缘用户数相同,为提高PLUG策略灵活性,进一步提出一种改进的基于路径损耗执行用户分组的导频调度策略（improved pilot scheduling based on path loss to perform user grouping,IPLUG）,该策略利用判决参数实现每个小区边缘用户数的动态选取,成功地避免一些信道条件好的用户被误划为边缘用户造成导频开销浪费,或信道条件差的用户被误划为中心用户导致通信质量下降,提高了用户分组的准确性和合理性。理论分析和仿真结果表明,所提策略均能在不明显降低中心用户性能的前提下显著提高小区边缘用户的信道估计归一化MSE、上行链路SINR和上行可达速率。由此可知,所提策略可有效抑制大规模MIMO系统的导频污染并降低通信中断概率。     

SRS资源受限场景中联合导频分配的多用户分组

为解决时分双工大规模多输入多输出（MIMO）系统中探测参考信号（SRS）资源受限造成的系统性能下降问题,基于用户信道变化速率的不同,提出确定用户探测周期的准则,设计扩充了可调度用户集合的导频分配方案,并提出了匹配的多用户分组调度方案.采用3-D MIMO信道对算法进行了验证,仿真结果表明,该算法可有效提升系统性能.     

用于多小区OFDM系统的分布式上行功率控制算法

为了协调小区间干扰,提高边缘用户性能,研究了OFDM系统多小区间的功率分配问题.基于非合作博弈理论,给出既可以保证每个用户信干比最小又考虑其他小区同信道干扰的效用函数.通过求解最大效用函数值,得到一种多小区分布式上行功率控制算法.该算法中每个小区只需本地信息就可以协调小区间干扰,实现了用户间公平性与频谱利用率的最佳折中.通过仿真分析,讨论了算法的参数选取,验证了算法的收敛性.仿真结果表明,与等功率分配相比,虽然吞吐量下降了17%,但是公平性提高了1.7倍.     

天线阵CDMA系统基于子空间的盲辩识与多用户检测

针对天线阵CDMA系统,运用子空间方法,导出了用户多径信道的盲辩识过程.并证明在此基础上,结合待检用户的扩频序列,在几乎不增加任何额外运算量的情况下,就可过渡到多用户检测.尽力避免了对高维矩阵的直接运算,计算量大大降低.采用天线阵方法适于过载系统(系统用户数≥处理增益).     

基于BD的改进多用户MIMO预编码算法

块对角化（BD,Block diagonalization）预编码算法可以全部消除多用户MIMO的共信道干扰（CCI, Co-Channel Interference）,但其子流之间强弱差别很大。提出了一种低复杂度的子流选择算法以及基于用户公平性的功率分配方案。前者在容量损失不多的前提下,提升了系统的误码性能和功率利用效率;后者使系统各子流接收信噪比相同,各个用户的误码性能一致,且计算复杂度低,不需要复杂的数值优化。     

RIS辅助太赫兹通信的宽带上行信道估计

针对现有可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)辅助通信系统的宽带信道估计方案只考虑了信道的频率选择性,而忽略波束斜视的影响导致性能下降的问题,提出了一种基于分组策略的分布式Dice子空间追踪(Distributed Dice Subspace Pursuit, DDSP)方案。首先,利用太赫兹(Terahertz, THz)信道的稀疏性,将级联信道估计问题转化为稀疏信号恢复问题;然后,设计了宽带字典和提出了一种分组策略来解决波束斜视的影响;最后,引入Dice系数准则和回溯思想优化支撑集的选择。仿真结果表明,所提算法相较于传统宽带信道估计方案能够提高信道估计的精确度。     

OFDMA系统实时业务分组调度算法

在移动通信系统中,常见的调度算法在处理实时业务时一般为信道状况好的用户分配过多的资源,而信道状况差的用户获得的调度机会相对较少。为保证实时业务的延迟要求,并兼顾不同用户间的公平性,基于正交频分多址接入系统,提出一种实时业务分组调度算法。在调度过程中,采用丢弃过期数据包的策略节省了系统资源。对信道状况好的用户采用较大的调度间隔,并采用高阶的调制编码方案将累积的数据包在一个调度间隔内发送,从而给予信道状况差的用户更多的调度机会。仿真结果证明,提出的算法能较好的满足实时业务的延迟要求,相对于改进的最大权重延迟优先算法和正比公平算法提高了用户间的公平性。     

MIMO多用户系统中的有限反馈研究

在MIMO下链路通信系统中,如果每个用户将它们的信道状态信息反馈回基站,则基站可以根据用户信道状态信息,调度信道条件好的用户传输数据,从而获得很高的系统容量。该文针对当系统中用户个数显著增加,大量的反馈信息导致反馈信道溢出的状况,提出一种基于用户分级的减少反馈信息总量的策略,该策略要求只有当用户的信扰噪比高于某个门限,用户才反馈其信道方向信息和用户级别信息;否则不反馈任何信息。理论分析和计算机仿真结果证明了该策略能有效地减少反馈的信息总量并且可获得复用增益和多用户分集增益。     

VMIMO系统基于MMSE-SIC接收机的配对调度策略

提出了一种应用于虚拟MIMO(VMIMO)系统中基于最小均方误差串行干扰消除(MMSE-SIC)接收机的分组可调公平配对调度算法。算法通过比例公平(PF)调度选取首用户,并采用分组与所设计的可调度量准则相结合的方式选择配对用户。仿真结果表明,该算法能够在开发多用户分集增益的同时,利用MMSE-SIC接收机的特点使小区边缘用户的服务质量获得提高。并且,通过可调系数可以获得系统吞吐量与用户公平性之间的平衡。     

三维大规模多进多出系统中导频污染抑制方案

为降低三维大规模多进多出系统中的导频污染,提出了一种基于软导频复用的导频污染抑制方案。通过利用垂直方向上的空间自由度,从地理上将用户划分为相邻小区内垂直信道信息可分离的中心用户和不可分离的边缘用户,并对相邻小区的边缘用户分配正交的导频资源,以消除边缘用户的导频污染;对所有小区的中心用户分配相同的导频资源,并通过改进的信道估计方案降低导频污染,从而提升所有用户的信道估计精度。仿真分析表明,相比于传统的导频分配方案,该方案可以在三维大规模多进多出系统下以较低的复杂度更好地抑制导频污染,提升系统的性能。