MIMO单用户系统的线性预编码及应用分析

多输入多输出(MIMO:Multi-input Multi-output)技术是下一代移动通信系统的关键技术,其预编码(Precoding)技术是MIMO技术的重要组成部分。文章分析了MIMO系统中基于最小均方误差准则(MMSE)的预编码技术,将MIMO信道对角化为特征子信道,并给出一套加权值,根据不同的加权值设计各种不同的预编码方案应用分析,实验仿真证明了该准则下预编码各种方案情况下的应用分析正确性。     

多用户MIMO系统预编码技术的研究

在多输入多输出(MIMO)多用户通信系统下行链路中,当发射端知道信道状态特性(CSI)时,即对发射端进行预编码设计,使接收与发射联合处理可获得较好的通信性能.本文着重分析目前MIMO多用户系统下行链路的三种预编码技术,印直接信道求逆的迫零预编码、规范的信道求逆预编码和基于THP预编码.分析了迫零预编码性能不好的主要原因,可以由规范的信道求逆预编码进行改进,并得出非线形预编码THP预编码性能优于前面两种线形预编码.MATLAB仿真结果证明了以上分析.     

下行多用户MIMO中基于SLNR的迭代用户功率分配

在下行多用户多输入多输出(MU-MIMO)场景下,考虑最大化信号泄漏噪声比(Max-SLNR)预编码,提出一种通过迭代方法进行用户间功率分配的算法. 通过与已有用户功率分配算法的比较,该算法进一步提高了系统吞吐量. 仿真结果表明,本算法可以通过减少迭代次数降低算法复杂度,而几乎不损失系统性能.     

MIMO多向中继信道在完整数据交换模型下的自由度

多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）多向中继信道（multiway relay channel,mRC）的自由度（degree of freedom,DoF）分析是近几年的研究热点。研究半双工通信下两个用户集群,每个用户集群中K个用户的MIMO mRC可达到的DoF。其中,考虑完整数据交换模型,即用户集群中每个用户希望与此集群中其他所有用户交换信息。结合物理层网络编码,并利用信号对齐技术设计用户端和中继端的处理矩阵,优化系统可达到的DoF。通过对上行和下行链路分别设计信号对齐,并优化时隙分配,得到半双工通信下系统可达到的DoF。另外,当上行和下行时隙相等时,将结果推广到全双工通信,并验证了该信号对齐方案可以达到全双工通信目前最优的结果。     

多再生中继系统中基于多播线性收发机辅助的多流多播策略

针对多再生中继系统中容量受限于中继到目的端链路的场景,提出一种多播线性收发机辅助的多流多播策略来提高系统容量. 策略中,利用数据共享中继的联合传输提高中继到目的端链路容量,并在源端到中继链路进行多流多播传输以实现数据到中继的有效分发. 针对源端到中继的多流多播,还设计一种多流多播收发机,有效地处理多播数据流,并抑制不同数据流间的干扰. 仿真结果验证了提出的策略在中继到目的链路质量较差时对系统容量的显著增益.     

多用户毫米波大规模MIMO系统中收发端联合的混合波束成形设计

毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统可以带来频谱效率和能量效率数个量级的提升.但是由于硬件成本和能耗的限制,传统的每个天线元件需要一条射频链路的全数字波束成形技术不再可行.为解决这个问题,考虑采用部分连接的数模混合波束成形架构,提出一种联合设计基站(BS)端和用户端波束成形矩阵的方案.为了充分利用大规模MIMO系统...     

Two-way DNF中继系统的BER分析和最佳调制映射方案选择

针对采用改进DNF(denoise-and-forward)方案的Two-way中继系统,提出一种满足匹配性的调制映射方案,进一步提高了DNF方案的BER(bit error rate)性能,并给出BER的计算方法.仿真结果验证了BER计算方法的正确性,以及满足匹配性的调制映射方案的有效性.     

中继选择下的反馈错误分析和功率分配

提出一种分析中继选择反馈错误影响的方法,给出反馈错误与目的节点接收信噪比的近似表达式.基于该表达式,给出数据传输和信息反馈2个阶段的功率分配方案,以最大化数据传输速率的上界.仿真结果显示,所提功率分配方案能够有效提高数据传输速率,且表明有噪反馈下中继数量受到限制.     

毫米波MIMO系统中基于射频链路选择的高能效混合预编码设计

为减少射频链路开销的同时满足系统高容量需求,提出使用有限射频链路的毫米波混合数模预编码,以实现硬件成本和系统性能的折中。在多用户毫米波MIMO系统下,首次提出基于射频链路选择的高能效混合预编码算法。首先利用预设的模拟预编码码本将原三元耦合变量联合优化问题转变为稀疏数字预编码优化问题。由于问题非凸非线性,接着利用顺序凸近似与分数规划理论,设计一种迭代求解算法。仿真结果表明所提算法在能效上十分逼近于穷举法并显著优于其他算法。     

无线中继网络的联合路由与调度的近似最优算法

在基于802.16j的无线中继网络中,考虑路由和调度的联合优化问题,最小化系统总调度时间. 首先采用线性规划的方法建立路由,进行链路业务速率分配,然后基于平移和交换思想提出一种链路调度算法. 理论分析证明所提算法的性能在最坏情况下,不会超过最优性能的1.5倍. 仿真结果表明,所提算法的平均性能非常接近最优性能.     

多用户MIMO-OFDM系统中基于迫零波束成型的自适应资源分配算法

针对多用户环境下的多天线正交频分复用下行系统,提出了2种有效的基于迫零波束成型的自适应资源分配算法.所提算法在保证每个用户的速率要求的情况下,通过自适应的功率、子载波和比特分配,最小化系统的发送功率.仿真结果表明,提出的2种次优的分配算法在满足用户的速率要求下能达到很好的系统性能.     

随机非线性系统的控制器设计和闭环性能分析

针对几类重要的随机非线性系统, 提出了一些新的概念,发展了一些基本分析工具, 研究了几类控制器的设计问题. 主要成果包括:(1) 针对一类部分动态不可量测的非线性随机系统,引入了随机输入状态稳定(SISS)的概念, 借助于分析概率理论,发展了随机系统改变能量函数方法, 成功地处理了随机微分中的伊藤项,给出了随机非线性串联系统SISS的小增益类条件. (2) 对一类具有SISS随机逆动态的大规模随机非线性系统,给出了分散自适应输出反馈镇定控制器的构造性设计方法. 既解决了实用镇定问题也解决了渐近镇定问题. 在分散控制框架内,给出了处理随机非线性逆动 态的方法. (3) 对一类具有不稳定零动态的随机非线性系统,引入了随机输入状态可镇定的概念,给出了全局输出反馈镇定控制器构造性设计方法. (4) 对一类具有线性增长的不可量测状态的随机非线性系统,针对方差未知的噪声和一般随机输入,引入了广义随机输入状态稳定(GSISS)的概念,分别给出了随机干扰抑制和渐近镇定的输出反馈控制器的构造性设计方法.(5) 对一般的时滞随机非线性系统, 给出了解存在唯一的判定条件,引入了依概率全局(渐近)稳定的概念及相应的判定准则,丰富了随机时滞非线性系统的控制器设计理论. 对一类不确定随机时变时滞系统,构造性地设计出了自适应输出反馈镇定控制器.