信道误差下MIMO鲁棒迫零接收机

提出了一种应用于多输入多输出(MIMO)系统的新的迫零接收机.在接收端已知信道信息估计值的情况下,通过引入信道误差的统计信息,修正了传统迫零接收的滤波系数.当接收端无法获取正确的信道信息时,该接收机受信道信息误差的影响较传统的迫零接收机小,具有较好的鲁棒性.仿真表明在同等误差条件下的误比特率性能得到改善.对于未编码4发4收多天线系统,在采用QPSK调制,信道误差系数为0.05的情况下,高信噪比下传统迫零接收误比特率为5×10-3,所提接收机的误比特率为1.8×10-3,有效的降低了错误平层.采用QPSK调制时,当估算的信道估计误差在真实误差3倍的范围内该算法均能有效的工作.

采用线性迫零接收机的多天线多用户分集性能分析

采用线性迫零接收机的多天线系统中,同时传输的多个数据流,其信噪比并不相互独立,这使得分析多用户分集的性能非常困难。该文通过分布假设检验和最大似然参数估计方法,采用伽马分布逼近所有数据流信噪比最大、最小值以及均值的概率分布,并基于此进一步分析了多天线多用户分集的系统性能。仿真结果表明,前述逼近的准确度较高,该文的分析方法能够较好地衡量多用户分集增益的大小。

采用迫零接收机的大规模MIMO上行链路支持用户数研究

文中主要研究了采用迫零接收机的大规模MIMO系统上行链路所支持的用户数。通过严格的数学推导,给出了适用于任何基站天线数的用户可达上行速率下界,并依据此理论计算结果,分别在用户无最低速率限制和用户有最低速率限制条件下,对小区所支持的用户数进行了研究,给出了可令小区总速率最大的用户数表达式,并同时提出了得到此最大速率的用户调度算法。仿真结果显示不论用户有无最低速率限制条件,小区总速率最大时所支持的用户数都是随着基站天线数的增加而呈近似线性增长的,这进一步表明了大规模MIMO对提高小区系统性能和提升服务用户数方面有显著的作用。

信道估计对线性迫零接收机性能影响的分析与研究(英文)

分析了信道冲激响应估计对线性迫零接收机性能的影响。考虑了一种基于最强径功率和三种基于噪声功率估计的域值方法并且用计算机对比它们的仿真性能。同时,还进行了理论分析。计算机仿真结果和理论分析同时表明通过去除噪声的影响,提高信道冲激响应估计精度,可以提高线性迫零接收机的系统性能。

面向URLLC业务的MIMO上行系统线性接收机性能分析

针对5G超可靠低时延通信(URLLC)业务的应用需求,研究多输入多输出(MIMO)上行系统中匹配滤波接收机和迫零接收机的解码性能。在URLLC系统下,推导多用户MIMO上行链路在有限块长传输时两种接收机速率和解码错误率的表达式。采用基于随机矩阵理论的渐近等价分析方法和信道色散系数的泰勒展开式,分别获得高低信噪比场景下两种接收机解码错误率的解析式,据此分析两种接收机在URLLC业务下的性能差异,发现随着信噪比增加,迫零接收机解码错误率接近于零,而匹配滤波接收机解码错误率受限于基站天线数和用户数的比值。采用蒙特卡罗方法对所得理论表达式进行仿真验证,结果表明,随着信噪比增加,两种接收机速率和解码错误率的解析式与蒙特卡罗仿真结果十分接近,在低信噪比场景下解码错误率均高于10,在高信噪比场景下满足URLLC业务的可靠性指标,并且迫零接收机可靠性明显优于匹配滤波接收机。

多天线无线数据通信系统中多用户分集的研究

研究当接收天线不少于发送天线时多输入多输出(MIMO)系统的多用户分集能力。首先从理论上分析了发送天线个数等于1和2时最大似然接收和迫零接收系统的平均吞吐量和调度增益,以及仿真分析了发送天线个数大于2时系统性能。理论分析和仿真表明:在多用户的MIMO系统中,接收的平均信噪比、用户个数、收发天线个数、接收机的结构等对于多用户分集有很大的影响。当发送天线个数为1时,接收天线较少(1,2,3)和平均信噪比为-10dB时调度增益很大,但调度增益随着天线个数和发送功率增大急剧下降。和最大似然接收相比,迫零接收具有更大的多用户分集增益,因此迫零接收机的吞吐量可以很容易超过最大似然接收机。

K复合衰落信道下3D分布式MIMO和速率上界

针对二维多输入多输出(2D MIMO)系统只考虑天线水平辐射增益的影响而忽略垂直辐射增益,以及K复合衰落信道下和速率的确切闭式表达式涉及复杂函数,提出两种在K(Rayleigh/Gamma)复合衰落信道下3D分布式MIMO(3D-MIMO)系统基于迫零(ZF)检测的可达和速率上界。该上界同时考虑瑞利(Rayleigh)多径衰落、伽马(Gamma)阴影衰落、基于几何的路径损耗,3D天线辐射损耗以及用户分布。实验结果表明:所得闭式表达式与蒙特卡洛仿真结论充分相一致。

一种低复杂度的线性离散码发射天线选择技术

为了充分利用多天线系统的性能增益,通过研究集中式MIMO(Multiple input multiple output)系统中最大化最小后验SNR(Signal to noise ratio)准则的局限性,提出了一种低复杂度的基于线性离散码的发射天线选择方案。然后分析了分布式MIMO系统中,移动台距不同基站间不同的大尺度衰落对信道特征值的影响,证明了所提天线选择准则在分布式系统中的有效性。仿真结果表明,在准静态信道环境下,所提天线选择准则具有比最大化最小后验SNR准则更好的性能,并且复杂度更低。

基于用户选择的大规模MIMO能效联合优化算法

针对单小区多用户大规模多输入多输出上行链路系统,为实现能效最大化,采用迫零接收,提出一种联合优化基站天线数、发射功率、用户集的资源分配算法。将复杂的三变量联合优化问题转化为两个子优化问题,首先利用凸优化理论对天线数、发射功率进行联合优化,推导出最优天线数和最优发射功率的表达式;然后引入注水法思想,优先服务信道条件较好的用户,对用户集进行优化。在此基础上,采用Dinkelbach算法,分别对3个变量,即基站天线数、发射功率、用户集进行迭代优化。仿真结果表明,所提算法能有效提高能量效率和频谱效率,并且降低发射功率。

基于MIMO信道估计误差模型的功率分配与自适应调制算法

该文分析了瑞利平坦衰落信道下,信道估计误差对采用迫零接收的MIMO系统性能的影响,提出了一种以系统有效吞吐量最大化为目标的功率分配与自适应调制算法。为了减少信道估计误差对实际系统性能的影响,该算法对发送端估计的信噪比进行修正,并以此作为功率分配和自适应调制的依据。在系统总功率受限的条件下,对发端多天线的功率分配结合了空域注水定理和比特分配,并尽量保证调制阶数高的数据符号所在天线的功率。仿真结果表明,该算法实现较简单,获得的系统有效吞吐量接近于最优值,适用于实际系统。

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。

基于准交空时分组码的发送天线选择算法

文中提出了一种简单的基于准正交空时分组码的发送天线联合编码选择算法,该算法基于最小化误比特率的准则,通过迫零接收。仿真表明,该算法能够增加准正交空时码的分集增益和编码增益,降低误比特率。与最优的算法相比,复杂度降低,性能相近。