毫米波大规模MIMO 系统基于等效信道的全连接混合预编码设计

为了提升毫米波大规模MIMO系统中基于全连接结构的混合预编码性能,提出一种基于等效信道两步设计法的混合预编码方案。首先结合发送端模拟预编码矩阵、接收端模拟组合矩阵和信道矩阵构造等效信道,以最大化等效信道增益为目标设计出收发端的模拟部分,之后对数字预编码矩阵与数字组合矩阵逐列应用最小二乘准则进行求解,设计出收发端数字部分。仿真结果表明,所提算法能够逼近最优全数字预编码方案且具有较低的复杂度,并具有较强的容错性。

毫米波大规模MIMO系统基于最大等效信道增益的混合预编码方案

为解决部分连接结构毫米波大规模MIMO系统中混合预编码系统可达和速率偏低的问题,文中提出了一种基于最大等效信道增益的混合预编码方案。该方案首先以等效信道增益最大为条件,求取模拟预编码矩阵,在此基础上,进一步提出了EC-SIC(Equivalent Channel-Successive Interference Cancellation)和JI-SIC(Joint Iteration-Successive Interference Cancellation)两种混合预编码算法以求取数字预编码矩阵,最终得到混合预编码矩阵。仿真结果表明,与现有其他算法相比,所提两种部分连接结构混合预编码算法均有更优的系统可达和速率性能。

一种MIMO-CDMA下行系统的部分正交训练序列结构及等效信道的估计方法

本文利用下行MIMO-CDMA系统中到达同一个用户端的所有用户经历的信道相同的特点,提出了一种部分正交的训练序列结构,给出了对信道响应和发射信号幅度分别进行估计的等效信道估计方法。仿真结果表明,采用本文提出的训练序列和等效信道估计方法在几乎不损失系统性能的前提下,能够有效地缩短MIMO-CDMA下行系统的训练序列长度。

非等效信道增益下混合中继转发机制系统功率分配方案

文中研究了一种功率分配方案使得系统在放大转发和译码转发的混合中继机制下能够获得最大的系统能效。在非等效信道增益系统模型下,对放大转发机制和译码转发机制进行自适应选择,同时利用最优功率分配算法对各子载波分配功率,从而能够克服两种单一转发机制下系统存在的弊端,提高中继转发系统的能效和资源利用率。由数据分析仿真可知,当混合中继系统信道增益值不断增长,混合中继转发机制下的系统模型与传统的AF中继机制和DF中继机制模型相比,系统能效分别提高了40%和10%以上,充分说明了该系统的优越性。

可重构智能面辅助的低精度量化大规模MIMO系统的信道估计

针对可重构智能面辅助的低精度量化的大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统中信道估计问题进行了研究。该系统的信道估计难点在于可重构智能面由近无源反射天线构成,没有基带信号处理能力。系统观测值通过低精度的模数转换器量化使信道估计问题变得更富挑战性。本文基于基站可重构智能面用户的级联信道推导出等效信道,并证明在虚拟角域上,该有效信道是结构稀疏信号。提出了基于期望最大化的近邻学习广义近似消息传递算法,从低精度量化的观测值中恢复等效信道。仿真结果表明所提出算法比传统算法具有更好的性能表现。

提升MIMO信道容量的空时跳变去相关方法

从提升空域信道差异角度出发,提出一种空时跳变去信道相关性的方法。该方法在不同子信道上叠加不同的动态变化的"人工信道",通过提升子信道差异达到去信道相关的目的。仿真结果表明,在收发相关矩阵相关系数和信噪比为16d B时,结合注水功率分配方案,文章方法可提升MIMO信道容量1.4倍。

基于多波束训练的毫米波信道混合预编码方法

无线毫米波通信具有大量可用带宽,为了降低系统成本和功耗,又支持多个数据流传输,提出了一种采用多波束训练和迭代更新的方式设计无线毫米波信道混合预编码器的方法。为了最大化频谱效率,所提方法首先采用多波束训练的方式估计信道主要来波角度并形成备选波束集合;其次,采用迭代更新的方式优化设计射频域模拟预编码器;根据已经确立的等效信道,建立频谱效率满足一定限制条件下的凸优化数学模型并进行求解,从而确立最优的等效信道和数字基带预编码器。数值仿真与实验结果表明,在用户信道相似度较高的情况下,所提方法具有比现有混合预编码方法更优的频谱效率。

混合中继转发机制下的资源分配

在基于放大转发(AF)和译码转发(DF)的混合中继转发机制模型下,为了使系统获得最大和速率,提出了相应的资源分配方案,在子载波对混合中继协议的判断选择和最优功率分配算法的基础上讨论了等效信道增益模型和非等效信道增益模型。在非等效信道增益模型中,为了降低计算复杂度提出了一种次优算法。在该机制模型下,系统自适应地选择AF或者DF转发,既克服了两种单一转发模式存在的弊端,又能获得更大的和速率,从而提高了资源利用率。仿真结果表明,当系统功率等因素变化时,该分配方案下的混合中继转发模型与传统的AF和DF模型相比系统和速率分别提高了60%和8%以上,充分说明了该系统的优越性。

低复杂度上行多用户MIMO检测算法

针对上行多用户MIMO系统,提出了一种新的空时检测算法。算法首先对接收信号进行线性重组,然后采用正交于各用户干扰集的匹配滤波向量来消除多用户间干扰,最后各用户利用等效信道的正交性实现线性译码。给出了非理想信道环境下算法的设计。理论分析及仿真结果表明,该算法具有复杂度低和顽健性好的优势,且性能优于其他检测算法。

GF（2^2）域上的LDPC码在深空通信中的应用研究

提出了一种近似等效信道模型,实现了GF(22)域上的LDPC码在深空通信系统中的嵌入设计。仿真结果表明:当数据帧长为1784bits,biterrorrate(ber)为2×10-6,采用FFT-BP译码算法,50次迭代时,GF(22)域上的LDPC码相比RS码与卷积码级联码具有4.8dB的编码增益;如果采用MAX-LOG-BP简化译码算法,10次迭代时,前者仍然能获得约3.8dB的增益,且复杂度可以接受。

改进的多用户协作通信系统中继选择策略

基于多用户非再生协作网络,提出改进的多用户协作通信系统中继选择策略。假设在源节点和中继节点功率相等的条件下,利用源到中继、中继到目的节点的信道统计信息定义等效信道增益,并将其与信噪比结合,选择不同的中继节点集合,使得系统中断概率最小。实验结果表明,在高信噪比情况下,当中断概率为10 3时,与中继放大转发算法相比,可获得0.2 dB的信噪比增益,与单中继转发算法相比,信噪比增益为3.5 dB,能提高系统资源利用率。

综合业务CDMA系统的联合呼叫接入-拥塞控制

本文提出一种新的综合业务控制方案 :“联合呼叫接入 拥塞控制” ,在保证话音业务质量的前提下最大化综合业务CDMA系统的数据吞吐量 ,使系统充分利用无线信道资源 .文章同时提出一种简单的系统参数设计方法 。

单频网多播系统中的开环半动态功率分配算法

在单频网多播传输中,传统的全反馈动态功率分配数算法需要根据每个时隙反馈的用户瞬时信道信息进行实时的调整,所以造成了资源分配频率快、上行反馈开销大的缺点。为了克服这个缺点,提出了一个低复杂度、没有用户反馈的单频网多播开环半动态功率分配算法。首先在各小区等功率分配的假设下,根据单频网的形状信息算出各小区等价信道增益,然后再根据这个增益值,实现满足速率需求情况下的各小区功率分配。仿真结果显示,与全反馈的动态功率分配算法相比,该算法以一小部分性能损失为代价,大大减少了单频网的上行反馈和资源分配的开销,因此更适用于实际的单频网多播系统。

一种低复杂度上行多用户MIMO检测算法

针对多用户MIMO上行传输系统提出了一种低复杂度的检测算法，该算法将当前处理的用户信道矩阵投影到已经处理用户信道矩阵的零空间上，以构造等效信道矩阵，从而保证该用户不受到前面用户的干扰。然后将多用户信道矩阵分解为正交矩阵与块上三角矩阵的乘积，这样可以利用干扰抵消的方法从下至上逐次检测出各个用户的发送信号。与传统的BD算法相比，本文算法较大地减少了在分解出的单用户MIMO系统中的运算量，并且保留了更多的用户信号的维度分量。仿真结果表明本文算法具有检测性能好和复杂度低的特点。

OFDM多跳中继系统的子载波功率分配

针对非再生和再生2种中继方式,研究了宽带正交频分复用(OFDM)中继系统的子载波功率分配问题.首先在2跳非再生中继方式基础上,推导并给出了2跳再生中继方式下的等效信道增益;然后利用注水定理在子载波对间进行功率分配;最后把上述结论推广到多跳中继系统中.仿真结果表明,相比直传系统和平均功率分配机制,最优功率分配的OFDM中继系统有明显的容量增益,且多跳中继系统能有效扩大覆盖范围.

基于GMD-DPC/THP的两组Alamouti非线性预编码系统

针对Alamouti空时块编码复用增益损失的问题,提出了两组Alamouti编码方案。在此基础上,为了改善系统的误码率(BER)性能和简化接收端复杂度,提出了将几何均值分解(GMD)算法和非线性预编码技术相结合的两组Alamouti传输方案。该方案的设计方法为:首先等效出两组Alamouti空时块编码系统的信道矩阵;进而,通过GMD算法对等效信道矩阵进行收发端联合设计;最后,在发射端应用脏纸(dirty paper coding,DPC)和Tomlinson-Harashima precoding(THP)非线性预编码技术,消除发送信号间的干扰,从而使系统获得更好的误码率性能。通过仿真结果对比发现,提出的系统可以显著地改善误码率性能。

低复杂度的OFDM系统有效吞吐量最大化算法

针对OFDM系统有效吞吐量最大化问题,提出了一种低复杂度的资源分配算法LCGM.该算法的子载波采用统一的编码调制方式,以等误比特率的方式分配功率,并在此条件下将有效吞吐量最大化问题进行简化.利用有效吞吐量函数在平坦衰落信道和频率选择性衰落信道下为单峰函数这一特点,通过引入一种新的等效信道增益,采用二分法确定数据占用的子载波集合.仿真结果表明,LCGM算法以较低的复杂度获得了与高复杂度算法相当的有效吞吐量,在性能和复杂度之间取得了较好的折中.

毫米波大规模MIMO系统中混合预编码设计

为了提高混合连接结构毫米波大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的频谱效率,提出一种最大化等效信道增益的混合预编码方案。首先,以原始信道矩阵和模拟预编码矩阵构成等效信道矩阵,并将其分解为各子阵形式,以等效子信道增益之和最大化为目标求取各模拟预编码子矩阵,对其进行块对角组合,从而得到模拟预编码矩阵;然后,运用连续串扰消除的思想逐列求出数字预编码矩阵。仿真结果表明,信噪比为20 dB时,所提方案频谱效率达到最优全数字预编码方案频谱效率的91.7%,在不提高复杂度的情况下,提升了混合连接结构的混合预编码的频谱效率。

分组空时块码系统中的排序最大信噪比检测算法

提出并比较了应用于分组空时块码(G-STBC)系统中两种不同信道模型的排序最大信噪比(Max SNR)检测算法。该系统在发端对发射天线分组,每组进行独立的空时块码编码;在收端应用排序最大信噪比算法进行检测。由于空时块码提供了额外的时域约束,所以可以利用这个约束对信道模型进行变换,得到一个等效信道模型,然后再使用排序Max SNR检测;当然也可以直接利用原有的信道模型,即非等效信道模型进行检测。仿真结果表明:当接收天线数不少于发射天线数的一半时,采用等效信道模型下的排序Max SNR算法,系统的误码曲线就能保持陡降性;并且在收发天线数相同时,其性能总是优于非等效信道模型。

基于准正交空时分组码的Chase译码

提出了一种基于QR分解的Chase译码算法(Chase-QRD-SIC),分析并验证了发射天线数越少时,该算法与ML算法性能越接近,在2×2 V-BLAST系统中该算法能达到与ML一致的性能;然后针对4×4 QOSTBC系统,通过EVCM模型把其分解成两个独立的2×2 V-BLAST子系统,分别进行Chase-QRD-SIC译码。仿真表明在4×4 QOSTBC系统采用这种译码方案,能达到ML性能,而且由于减少了参与计算ML度量的路径条数,较ML算法具有更低的复杂度。