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。

基于码本的有限反馈非酉矩阵预编码多用户MIMO系统

该文提出了一种基于码本的有限反馈非酉矩阵预编码下行多用户MIMO系统。该方案根据用户反馈的信道信息SINR在发送端进行调度和预编码来提高系统容量。预编码的码本设计依据格拉斯曼空间装箱原理,并将码本中的向量按其相关性构成非酉矩阵来提高预编码增益和抑制多用户共道干扰。新方案反馈量少、复杂度低,在相同情况下比传统的单用户MIMO系统和基于码本的酉矩阵预编码多用户MIMO系统都具有更好的性能。

多用户MIMO系统中连续块对角化预编码算法

块对角化(BD)预编码是多用户MIMO(MU-MIMO)系统下行链路中广泛采用的线性预编码方案.当用户有多路数据流时,传统的BD预编码存在数据流间等效信道增益不平衡的问题.该文基于BD预编码算法,提出连续BD预编码(SBD)算法.新算法考虑天线间干扰提出新的干扰矩阵构造方法,连续地计算每根接收天线所对应的预编码矩阵.SBD预编码减小了由BD预编码引起的每个用户多路数据流之间有效信道增益的差距,提高了用户的平均误码性能.发射机采用空间分集的发送策略时,接收端进行合并,与BD算法相比,能够获得更多的分集增益.计算机仿真表明,在{2,2}×4的MU-MIMO系统中,当误码率为10^(-3)时,所提算法与现有BD算法相比,获得约2dB的性能增益.

多用户MIMO中基于SLNR预编码的动态功率分配

在多用户MIMO系统中,基于信漏噪比(SLNR)的预编码由于同时消除了共信道干扰(CCI)和噪声而提高了系统性能。由于各用户的信道衰落不相同,信道质量的好坏直接影响了系统的性能。使用了一种动态功率分配算法,在SLNR预编码的基础上乘以功率分配系数,进一步改善系统性能。仿真结果说明了基于SLNR的预编码优于迫零(ZF)预编码,且采用动态功率分配后系统性能得到了进一步改善。

基于不完全信道状态信息的多用户MIMO中继系统预编码算法

针对上行多用户MIMO中继系统,在信道存在反馈延迟及估计误差的条件下,以误比特率(Bit error rate,BER)为优化目标,提出了基于最小均方误差(Minimum mean?squared error,MMSE)准则的预编码算法。所提算法将求解发射端、中继节点、接收端矩阵的复杂非凸问题分解为3个独立的子优化问题,发射端的用户配备单天线且服从空间独立分布,先确定发射端预编码矩阵,将求解中继矩阵的凸优化问题转化为半正定规划(Semi?definite programming,SDP)问题,采用CVX工具箱求解,接收端处理矩阵通过线性搜索法求解,最后采用联合迭代法得到各节点矩阵的最优解。仿真结果表明,所提算法能有效改善系统的误比特率性能。

一种新的基于泄漏的多用户MIMO预编码

针对多用户MIMO基本SLNR预编码算法在发送天线数小于接收天线数之和时性能恶化的情况,考虑到接收滤波矩阵对泄漏功率的抑制作用,定义了一种新的信漏噪比形式,并基于信漏噪比最大准则,建立了一种最优发送预编码矩阵和接收滤波矩阵的联合设计方案。与基本SLNR算法相比,所给出的算法可以充分利用接收方的富裕空间进一步提高系统性能,增加系统支持的用户数目。仿真结果表明,当接收天线总数大于发送天线数时,只要子流数之和小于发送天线数,所给出的新算法依然具有非常优良的平均误比特率性能以及系统的和容量性能。

下行多用户MIMO传输系统中鲁棒性连续MMSE预编码方案

针对MIMO多用户下行传输系统中,发端仅有不完全的信道状态信息(CSI)的场景,提出了一种鲁棒性的连续最小均方误差(MMSE)预编码方案.与传统的鲁棒性MMSE预编码方案相比较,可以支持接收端配置多根天线,从而接收端可以对接收到的信号进行联合处理.仿真结果表明,与没有考虑信道估计误差影响的方案相比,该方案可以有效地提高系统性能,甚至于消除误码平层.

面向大规模MIMO下行多用户迫零预编码的交替训练研究

为解决频分双工大规模MIMO的信道获取开销问题,针对服务质量保障与基站采用迫零(ZF)预编码的典型场景,引入对信干噪比(SINR)的监督机制,设计多用户逐根天线交替训练方案。进而考虑交替训练引入的时间开销,设计基于天线分组的多用户交替训练方案。然后推导了2种方案的平均训练长度、传输成功率以及平均有效和频谱效率闭合表达式。理论与仿真揭示了发射功率、SINR阈值、用户数、分组长度与信道误差水平等参数的影响,并证明相比全训练与部分训练,所提方案可显著降低导频开销,提升传输成功率。

基于FK变换的多用户MIMO低复杂度预编码算法

基于广义奇异值分解(GSVD)的信漏噪比(SLNR)预编码算法可提高传统SLNR预编码算法的数值稳定性,但其预编码器的产生需要进行奇异值分解,因此计算复杂度较高.针对这一问题,基于Fukunaga-Koontz(FK)变换方法,提出了基于SLNR的预编码算法.该算法同样具有数值稳定的优点,但无需进行奇异值分解,因此比基于GSVD的SLNR算法具有更低的计算复杂度.理论分析证明,提出的预编码算法与基于GSVD的SLNR预编码算法二者等效,验证了提出算法良好的数值稳定性;同时其复杂度较基于GSVD的预编码算法降低了34.3%～42%,因此更适合实际应用.数值仿真证明了提出算法的有效性及高效性.

多小区MIMO系统中基于泄漏的多用户下行链路预编码新算法

针对多小区MIMO系统的多用户下行链路预编码设计是未来移动通信系统研究的重要内容之一。本文在蜂窝多小区MIMO通信环境下,基于信漏噪声比(Signal-to-Leakage-Noise Ratio,SLNR)最大准则,提出了改进的多用户下行链路线性预编码算法。通过在优化目标中考虑接收端白化滤波器的影响,该预编码算法实现了对用户间干扰和小区间干扰(OCI)的同步抑制消除;在求解预编码矩阵优化问题时,本文基于QR分解提出了一种新的低复杂度求解算法,该算法能以较低的计算复杂度实现系统性能的有效提升。仿真实验结果表明,本文的改进SLNR线性预编码算法能有效抑制小区间干扰(OCI)的影响,使多小区MIMO系统获得更高的和速率(Sum Rate)容量。

多用户MIMO预编码技术研究

多用户MIMO系统中存在的一个重要问题就是用户信号之间的相互干扰以及天线间的相互干扰,尤其是在共享相同时频资源的通信系统中更为严重,采用合适的预编码传输技术可将多个用户之间的干扰预消除掉。详细介绍了几种适用于下行传输的MU-MIMO预编码技术,并且在理想的独立平坦衰落条件下对各种典型预编码算法进行了推导与分析,描述了多用户间干扰消除过程,讨论了提升预编码算法性能的途径、以及各种算法的适用场景。

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。

基于码本的多用户有限反馈预编码方法

为改善多用户系统中由有限反馈导致的性能缺失,提出了一种基于码本的预处理有限反馈预编码方法。该方法在接收端根据部分子载波信道信息采用最大信干比准则从预置码本中选取码字反馈给发送端,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,对发送信号进行线性变换以达到容量最优,在接收端利用干扰用户信息对接收阵列信号进行预处理消除部分干扰信息,从而补偿由于有限反馈导致的性能缺失。实验结果表明,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。

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。

多用户MIMO下行链路自适应反馈分布式调度算法

针对多用户MIMO下行链路,提出一种通信方式与反馈开销动态变化的分布式调度算法。采用该方法,各移动用户根据信道状态选择与基站的通信方式,包括波束形成与空分复用,并向基站自适应反馈信道信息;基站根据反馈信息选择用户子集与之通信,并采用预编码方法消除共道干扰。该算法由基站和移动台联合完成用户调度,系统反馈开销由各用户的信道状态共同决定。与已有方法相比,该算法能够以合理的反馈开销获得更高的系统容量和更好的误码性能。

空时复用多用户MIMO系统联合天线选择

在下行多用户MIMO通信系统中,用户间很难相互利用彼此间信息,用户间干扰消除必须在基站完成。又由于多用户MIMO系统的复杂结构,使得其链路成本极大增加。针对这些问题,提出一种低复杂度的预编码算法和相应的优化预处理算法,达到消除多用户干扰的目的,与传统线性预编码算法相比,所提算法可充分利用多用户系统容量,为用户提供较好的空间发射分集增益。同时,为了降低系统硬件成本,进一步给出一种基于误码率的发送端、接收端联合天线选择算法。所提天线选择算法可以取得与优化预处理算法相近的误码率性能,使得多用户通信系统性能与硬件成本间达到很好的折衷。仿真结果表明所提算法可以获得较好的性能,适用于实际的通信系统。

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(Sun 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下行链路中一种传输方式自适应调度算法

目的针对多用户MIMO下行链路,提出一种传输方式自适应调度算法。方法该算法由各移动用户根据信道状态选择与基站的通信方式,包括波束形成和空分复用,并向基站自适应反馈信道信息;基站根据各移动用户的反馈信息选择用户子集。结果该算法实现了基站和移动用户联合用户调度,系统反馈开销由各用户的信道状态共同决定。结论与已有方法相比,该算法能够同时获得高的系统容量和更好的BER性能。

多用户MIMO系统中基于单天线功率约束的功率分配方法

针对多用户多输入多输出(MIMO)系统,研究了单天线功率约束下的低复杂度功率分配方法。基于迫零预编码算法,通过理论分析指出,在单天线功率约束下使多用户和数据率最大化的最优功率分配具有多水平面灌水结构,由此证明了单天线功率约束与多天线加权和功率约束之间的等价关系,并提出了一种低复杂度功率分配方法。仿真结果表明,所提出的功率分配方法的性能优于现有的等功率分配和启发式方法,与最优功率分配方法相比,能够以很小的性能损失为代价有效地降低计算复杂度。

一种提高多用户MIMO广播信道安全性能的方案

无线通信的广播特性使得信息容易被非法用户窃听,研究多天线抗窃听技术非常重要。多用户MIMO(MU-MIMO)系统采用块对角化(BD)预编码,可以实现下行链路小区用户之间的防窃听,但是不属于下行链路小区用户的恶意窃听者截获到用户的信道信息时,则很容易窃听到发送给用户的信息。文中通过改进物理层技术保证信息数据安全保密的传输,仿真验证该方案具有很好的抗窃听性能。