基于虚拟子阵列的多用户大规模MIMO混合预编码

为了在多用户大规模多入多出系统中获得更高空间分集增益,提出一种基于虚拟子阵列的部分连接结构模数混合预编码方案.此方案允许射频链路动态连接发射天线.首先通过提取空口信道的共轭相位设计模拟预编码矩阵,并提出逐元最大化虚拟子阵列增益算法以获得更大模拟预编码增益,然后对等效信道实施迫零数字预编码.仿真结果表明,Rayleigh衰落信道中所提虚拟子阵列方案比传统的部分连接结构方案能取得更高的频谱效率,且对相位量化误差不敏感.     

毫米波大规模MIMO系统中基于GMD的低复杂度混合预编码

针对毫米波大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统中,基于几何均值分解(geomet-ric mean decomposition,GMD)的混合预编码方案计算复杂度高的难题,提出一种基于GMD的低复杂度混合预编码方案.根据交替最小化原则,通过基于阶递归最小二乘的...     

宽带太赫兹大规模MIMO系统中的混合预编码

针对宽带太赫兹大规模多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)通信系统中更大的带宽和更多的天线导致的波束分裂问题,构建了基于时延的宽带太赫兹大规模MIMO系统的混合预编码通信模型,并提出了一种高效且可实现的联合时延和相位的宽带太赫兹混合预编码算法。考虑到时延器值的硬件限制,通过最小化最优模拟预编码与等效模拟预编码之间的差来联合优化模拟预编码矩阵和数字预编码矩阵,将联合优化问题转换成目标优化问题,通过将非凸问题转换成等价的凸问题来求全局最优解。仿真结果表明,提出的算法可以获得接近最优的可实现速率性能,且可以提高能量效率。     

基于空间相关性的大规模多用户MIMO预编码

由于FDD(frequency-division duplex)系统的信道不具有互易性,使得大规模MIMO(multiple-input multiple-output)系统发射端对多天线信道信息的获取变得十分困难。为了解决基站获取信道状态信息的问题,可以采用双重结构预编码方案,将对长期CSIT处理的波束成形和随后对短期CSIT处理的线性预编码进行级联,可以有效地降低反馈开销。预编码矩阵由基于空间相关性的预波束成形矩阵和基于短期CSIT的传统预编码矩阵决定。通过将具有空间相关性的用户进行分组,并将分组后的用户的信道矩阵与基于空间相关性的相同的预处理矩阵相乘,使预编码信号空间的维度降低。     

多用户MIMO系统的有限反馈预编码

提出了一种多用户多数据流情况下基于接收机输出端信漏噪比准则的有限反馈预编码方法,很好地解决了实际通信系统中由于反馈信道的带宽限制,发射端往往仅已知部分信道信息的问题.该编码方法不仅有效避免了迫零有限反馈预编码方法发送端和接收端的天线数限制要,且在接收端成功避免了噪声被放大.仿真比较了该方法在不同反馈比特数下的系统容量.结果证实.相较于迫零有限反馈预编码方法,本文方法可获得更高的系统容量.     

蜂窝网络中基于格拉斯曼流形的子空间干扰对齐研究（英文）

研究了多小区多用户蜂窝网络中子空间干扰对齐技术.与基于预编码与接收滤波器联合设计的传统方法不同,本文提出的方法只需要预编码参与迭代优化,这样能够避免上下行链路反复交替迭代带来的冗余开销.更重要的是我们引入了格拉斯曼流形,将优化问题在此流形上重组,降低了空间维度,提出该流形上的最陡下降沿算法达到子空间干扰对齐.仿真结果表明本文提出的方法比已有算法具有收敛速度快,系统容量高的优势.     

基于毫米波大规模MIMO的用户调度问题

毫米波传播具有很高的路径损耗以及较强的方向性，对障碍物造成的阻挡以及由运动引起的多普勒频移等非常敏感，因此如何提供稳定的链路质量成为毫米波通信系统中必须解决的问题，又因为电磁波有不同的传播特性，基于天线个数的不断增加和对成本的考量，传统的多用户预编码技术难以运用在毫米波通信系统中，因此如何将毫米波通信与Massive MIMO进行结合成为未来无线通信发展的重要研究方向。针对毫米波系统的以上几点特性，提出了一种基于FDMA的毫米波系统中用户频域调度与多个用户进行混合预编码的联合算法，通过运用该算法可以提高毫米波通信系统的性能。仿真结果表明：该算法的性能近似于纯数字预编码的性能，与其它同类算法相比，计算复杂度增加的并不明显，可以大大改善毫米波Massive MU-MIMO系统的性能。     

基于BSA的MIB-OMP毫米波大规模MIMO混合预编码

为了实现通信系统的高链路质量和高数据速率,预编码技术在毫米波大规模MIMO系统中得到了广泛的应用。针对基于正交匹配追踪(OMP)的混合预编码存在需要已知候选矩阵和矩阵求逆的问题,提出了一种基于鸟群算法(BSA)的MIB-OMP混合预编码。该算法利用BSA的快速搜索全局最优值的特点直接搜索与残差的内积相乘最大的阵列响应矢量,从而无需已知候选矩阵,同时利用Banachiewicz-Schur分块矩阵广义逆将高维度矩阵转换为低维度矩阵计算,从而避免矩阵求逆。仿真结果表明,所提的算法在无需已知候选矩阵和矩阵求逆的条件下,系统的频谱效率和误码率与基于OMP的混合预编码相比性能略有提升。     

一种多用户MIMO下行系统中TH预编码与调度机制

针对多用户多输入多输出(Multi-input multi-output,MIMO)系统潜在的空间分集增益和多用户分集增益,该文提出了一种移动端多天线联合处理的Tomlinson-Harashima(TH)预编码和多用户调度算法联合优化机制。与传统TH预编码不同的是,所提出的TH预编码方案可应用在各用户数据流小于其接收天线数的场合,在进行系统最优设计时,可充分利用多天线接收分集来提高系统和速率。基于TH预编码方案的最优多用户调度算法具有很高的运算复杂度,提出了一种基于等效信道增益的次优低复杂度的多用户调度方案,利用该文TH预编码方案中用户分层编码的特点,逐层贪婪调度用户。仿真结果显示,所提调度算法性能接近基于和速率的最优调度方案性能,且优于传统方案的性能。     

基于延迟线组合调相的高能效自适应混合预编码方案

针对毫米波大规模多输入多输出系统采用混合预编码技术所带来的高功耗影响,基于延迟线组合调相器件设计了一种间接全连接型混合预编码系统结构,并提出一种自适应连接的混合预编码方案,可大幅减少与天线直连的调相器数量从而降低硬件造成的功耗损失。方案将编码矩阵的求解分为数字编码矩阵、模拟编码矩阵和开关组成的连接交换矩阵3个部分进行交替优化;提出一种基于互补正交投影矩阵的算法来解决模拟编码矩阵的优化;利用功率约束条件和最小二乘算法简化数字编码矩阵的求解;针对连接交换矩阵的离散组合优化问题,利用低复杂度的交叉熵算法进行优化。仿真结果表明,所提方案可以保证系统性能在接近纯数字预编码方案的同时有效提高系统的能量效率。     

毫米波MIMO系统基于块对角化的混合预编码算法

在毫米波大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)系统中,传统的数字预编码器需要给每一个天线配置一条独立的射频(radio frequency, RF)链路,这将会大大增加系统的成本和功耗,通过混合预编码可以有效地解决射频链路受限的问题。目前,混合预编码的研究大多都是针对多用户单天线场景,没有考虑到用户端配置多根天线的情况,为了消除多用户间干扰,增加系统的频谱效率,提出一种针对多用户多天线场景的混合预编码算法。在模拟端,通过基于矩阵迭代算法和模拟矩阵集合设计方法进行求解。在基带端,采用块对角化技术(block diagonalization,BD)消除多用户之间的干扰。仿真结果表明,所提出的多用户混合预编码算法相较于传统的块对角化混合预编码算法具有更好的性能表现,且更接近于纯数字预编码算法。     

反馈受限的多用户MIMO下行链路预编码算法研究

在上行链路反馈受限的MIMO信道系统中,通过最大化反馈的信道质量信息可以获得相关门限阈值。现有研究在提高用户和速率方面已达到较好效果,但同时也提高了算法复杂度。为了在不损失多用户分集增益的前提下降低反馈开销,提出一种基于门限的次优下行链路预编码方案。在反馈信道方向信息(CDI)和信道质量信息(CQI)的基础上,应用迫零波束成形(ZFBF)算法进行预编码。实验结果表明,该算法在保证较高和速率的同时有效降低了计算复杂度。     

基于目标转换的低复杂度幂次迭代混合预编码算法

为了使大规模毫米波(millimeter wave,mmWave)多输入多输出系统能耗与性能得到更好的均衡,通过基于目标转换的幂次迭代算法、Aitken加速算法、数学归纳法研究了信道混合预编码矩阵的设计问题.结果表明,与现有的其他预编码方案相比,所提算法可获得更高的系统总可达率、更低的计算复杂度、更小的误码率,性能逼近...     

一种基于施密特正交化的MIMO预编码方法

提出了一种基于施密特正交化的MIMO（multiple-input multiple-output）预编码矩阵的构造方法。该方法以格拉斯曼空间装箱原理生成的码本为基础,依据信道状态信息（channel state information, CSI）,在接收端以最小误比特率（bit error rate,BER）为性能指标,选择最佳匹配当前CSI的预编码矢量,进而将该矢量在格拉斯曼码本中的索引反馈给发送端,基站端根据层映射数目,从格拉斯曼码本中寻找与该矢量最相近的矢量,采用施密特正交化的方法构造出当前预编码矩阵。数值仿真结果表明,依据该方法构造的预编码矩阵,在同等条件下,与3GPP LTE R8标准中根据Householder变换构造的预编码矩阵相比,其BER性能更佳,且该方法实现简单,灵活性好。     

MIMO系统中基于预编码的IR—HARQ方案

多输入多输出系统与混合自动请求重传技术的结合,能够实现高的传输速率,提高系统的可靠性．该文主要针对多输入多输出系统中基于预编码的混合自动请求重传技术,提出将递增冗余的合并技术代替传统的Chase合并方案,递增冗余合并主要通过递增发送的码字的冗余度,以增大正确译码的概率,从而增加数据吞吐量．仿真结果表明,无论是误比特率还是信息速率,采用递增冗余的方案都能给系统带来增益．     

基于后合并MIMO-HARQ系统的线性预编码

为了充分利用多天线系统中后合并混合自动重传请求(HARQ)结构的灵活性,合理分配每次重传数据的空间子信道及相应的功率,提出基于后合并HARQ的线性预编码方案。该方案不仅在单次数据传输时获得预编码增益,而且利用子信道置换平均重传符号之间的性能差异,进而获得更多的空间分集增益。仿真结果表明,当传输次数为4时,所建议的方案相对于空间复用方案在误比特率为10-4时约有5.5 dB的信噪比增益,并且随着重传次数的增加性能差异更加明显。     

基于后合并MIMO-HARQ系统的线性预编码

为了充分利用多天线系统中后合并混合自动重传请求(HARQ)结构的灵活性,合理分配每次重传数据的空间子信道及相应的功率,提出基于后合并HARQ的线性预编码方案。该方案不仅在单次数据传输时获得预编码增益,而且利用子信道置换平均重传符号之间的性能差异,进而获得更多的空间分集增益。仿真结果表明:当传输次数为4时,所建议的方案相对于空间复用方案在误比特率为10-4时约有5.5dB的信噪比增益,并且随着重传次数的增加性能差异更加明显。