基于BD预编码的多用户MIMO室内可见光通信系统

针对多用户室内可见光系统,提出了基于预编码算法的多用户多入多出系统模型,通过对发送信号的预处理,在发送端将多用户干扰消除,从而有效降低用户终端的复杂度和功耗.基于4×[2,2]的室内多用户多入多出可见光通信系统,分析了块对角化预编码算法在室内可见光系统中的局限,并提出了相应的解决方案,即同一用户终端的不同光接收机采用不同的视场角.分析了用户终端的位置对系统信噪比、误码率性能的影响.数值模拟结果表明,当单个发光二极管芯片的发射功率为10mW时,在室内大部分区域,系统在100Mb/s的传输速率下能够达到10-6左右的误码率性能.

基于子流选择BD预编码的MIMO可见光通信系统

针对MIMO(Multiple Input Multiple Output)室内可见光通信系统,提出基于子流选择块对角化(Block Diagonalization,BD)预编码的MIMO可见光通信系统。在已有的BD预编码MIMO可见光通信系统模型基础上,针对其功率利用率和误码率等方面不足进行改进,提出了子流选择的BD预编码系统,同时提出优化信道矩阵高相关性的方法,并通过仿真验证了在系统容量损失较小的情况下,系统能够提高用户的误码率性能。在传输速率为100 Mbps下,对如何布局固定用户位置以及理想位置下系统的信噪比性能等进行研究仿真,验证在理想位置下各个用户的信噪比在大多数情况下都能得到大于40dB的信噪比性能。

一种基于IQ失衡的大规模MIMO预编码算法

大规模MIMO具有较高的频谱利用率和能量效率等优点,但大量天线的使用也会带来一些缺点,比如IQ失衡问题等。针对大规模MIMO系统中存在的IQ失衡问题,提出了一种宽线性优化的块对角化预编码算法。通过仿真结果可以看出,本算法相对块对角化算法和宽线性对角化算法在误码率性能上有着显著的提高。

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。

有限反馈SDMA系统中信道矩阵的逐列量化算法

针对多天线广播信道(MIMO BC)块对角化(BD)预编码空分多址接入(SDMA)系统对角化预编码时,直接量化信道矩阵的有限反馈方法复杂度过高的问题,利用系统中用户配置多个天线的特点,提出了基于天线合并逐列量化(PCQ)信道矩阵的有限反馈方法。该方法对接收信号做多次天线合并,将传统算法中直接量化信道矩阵转变为多次量化等效信道矢量,仿真结果表明,在总的反馈比特数相同的情况下,该方法以较少的和容量损失换来了复杂度的大幅降低。

一种多天线多用户下行系统保障公平的资源分配策略

将比例公平调度机制推广到多天线多用户下行系统,提出了一种保障公平的资源分配方案和多用户调度机制。基站利用块对角化预编码机制,将多天线下行系统分解为并行无干扰子信道,并根据各个用户的信道状态,选择优化用户集进行传输,从而在保障公平性的同时最大化系统总速率。同时分析了信道反馈错误对该资源分配机制的影响。仿真结果表明,与其他几种用户调度机制相比,该资源分配方案在吞吐量和公平性之间取得了良好的折中。

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。

信道时延条件下的CoMP系统有限反馈比特分配

研究了非完全信道状态信息(CSI)条件下用户终端对基站的反馈比特数问题,在考虑有限反馈和信道时延的条件下,得出系统速率损失近似上界与反馈比特数的关系表达式,基于该表达式提出一种新的反馈比特分配方案。该方案通过对系统速率损失近似上界求导处理,得到使得速率损失近似上界达到最小的最佳反馈比特数。该方案可以有效地降低有限反馈对系统速率的影响,系统速率比传统的比特均分算法高,复杂度比穷举法低。

基于BD算法的下行大规模天线系统能效分析

大规模多输入多输出(Massive MIMO)系统预编码技术,均是基于终端用户配置单天线场景研究的,但随着无线通信技术的发展以及音视频和图片获取需求的提升,现在拥有多天线的智能终端越来越多,也就意味着用户终端的天线数目在逐渐增加。针对此问题,本文采用了块对角化(BD)预编码算法进行实验研究,引入下行大规模天线系统的实际功耗模型,分析其能效与谱效、基站发送天线个数与小区半径间的关系,并且通过推导得到了能效与谱效的闭式关系,以及最优化能效。理论分析和仿真结果表明,合理地设置谱效工作点,增加基站的发射天线数,以及减小小区半径都可以增强系统的能效,也同时证实了微蜂窝小区的部署对系统能效的提高也是有很大益处的。

基于GMD-BD预编码的多用户MIMO可见光通信系统

在基于奇异值分解(singular value decomposition,SVD)的块对角(block diagonal,BD)预编码多用户多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)室内可见光通信(visible light communication,VLC)系统中,同一用户终端的不同光接收机误码率性能有较大差别,而用户终端误码率性能受限于最差性能的接收机。针对此问题,本文利用决策反馈均衡(decision feedback equalization,DFE)非线性接收机,提出了基于几何均值分解(geometric mean decomposition,GMD)的BD预编码多用户MIMO室内VLC系统,并利用同一用户终端采用不同视场角(field of view,FOV)的接收机进一步提高用户终端误码率性能,分析了用户终端位置对用户终端误码率性能的影响。最后通过仿真验证了本文提出的系统使同一用户终端的不同接收机获得相近的误码率性能,提高了最差接收机的性能,降低了用户终端误码率。当单个发光二极管(light emitting diode,LED)的发射功率为10 mW和系统传输速率为100 Mbit/s时,在室内95%的区域内用户终端能够达到10^(-6)左右的误码率性能。

基于MU-MIMO波束赋形的列车Wi-Fi WAVE误码率改进方法研究

为了改善列车在通过Wi-Fi WAVE实现车地通信时无线通信讯号误码率较高的问题,提出将多用户-多输入多输出(MU-MIMO)波束赋形技术应用于Wi-Fi WAVE系统的方法.Wi-Fi WAVE系统的波束赋形矩阵算法选用的是块对角化预编码算法,相应的波束赋形矩阵的解码算法分别为奇异值分解算法和最小均方误差检测技术.构建了由列车和3个接收装置构成的Wi-Fi WAVE系统组内通信,对上述方法进行了测试.实验结果表明:该方法能够有效提高系统信噪比,降低系统误码率.

多基站协作系统中有限反馈性能分析

针对多基站协作系统,分析了吞吐量性能受有限反馈的影响,推导了系统吞吐量损耗的上限值.在各小区反馈比特数相等和用户总反馈比特数固定情况下,提出了适应系统的有限反馈方案:当各小区反馈比特数相等时,反馈比特数随信噪比的增加,可使系统吞吐量损耗的上限值保持恒定;当用户总反馈比特数固定时,通过最优反馈分配方案使吞吐量损耗的上限值最小.

多天线广播信道模型安全性分析

在无线广播网络中,信道的广播特性会导致通信特别容易被窃听,通信中的防窃听问题就变得更加重要。根据多天线(MIMO)高斯广播信道模型(MGBC-CM),并结合了MIMO块对角化预编码思想,建立了一种多天线广播信道可靠安全模型。基站在向用户发送数据之前先进行块对角化预编码,这样不仅可以消除用户之间数据的相互干扰,而且更重要的是还可以有效防止用户数据被窃听。仿真结果表明,该模型具有很好的保密性和安全性。