检索结果-内蒙古大学图书馆

电子学报 2019年第6期47卷 1209-1215页

作者：廖勇胡异杨馨怡姚海梅张楠重庆大学通信与测控中心

针对高速移动场景下信道快时变特性给多输入多输出(Multiple Input MultipleOutput,MIMO)系统预编码带来的技术挑战,提出基于动态信道状态信息(Channel StateInformation,CSI)的MIMO系统改进模代数预编码(Tomlinson-Harashima Precoding,THP)算法.该算法利用信道统计量信息以及相关性构建动态CSI模型,更准确实时地体现当前信道状况;进一步地,提出一种基于循环遍历搜索的多用户调度算法,以最大化信干噪比为目标进行用户调度,且将多用户调度算法应用到THP中,提高了预编码精度.仿真结果表明,所提算法相比传统预编码算法具有更优的误码率性能和信道容量,验证了所提算法能有效地适应高速移动场景.

关键词：高速移动 MIMO系统动态信道状态信息模代数预编码用户调度信干噪比

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高速移动场景下基于贪婪算法的改进模代数预编码

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计算机科学 2019年第8期46卷 121-126页

作者：廖勇杨馨怡夏茂菡王博李守智沈轩帆重庆大学通信与测控中心重庆400044 重庆大学微电子与通信工程学院重庆400044

针对高速移动场景下信道时频域选择性衰落特性给多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统的预编码带来的技术挑战,文中提出了一种基于贪婪算法的用户调度方案,该方案以信道容量最大化为目标对用户进行调度并排序;进而为用户... 详细信息

针对高速移动场景下信道时频域选择性衰落特性给多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统的预编码带来的技术挑战,文中提出了一种基于贪婪算法的用户调度方案,该方案以信道容量最大化为目标对用户进行调度并排序;进而为用户调度提出一种基于贪婪算法的改进模代数预编码(Tomlinson-Harashima Precoding,THP)算法,根据用户调度结果,对信道矩阵进行选择重构,将重构后的信道矩阵应用到THP算法中,以对传统THP进行优化,从而提高预编码精度。仿真结果表明,相比传统预编码,所提预编码具有更优的误码率(Bit Error Ratio,BER)性能和信道容量,并且其鲁棒性能更好,验证了所提算法能有效地适应高速移动场景。

关键词：高速场景 MIMO 模代数预编码用户调度贪婪算法

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基于模代数预编码的MIMO室内可见光通信系统

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计算机工程 2017年第3期34卷 84-88页

作者：张云艳王辉南京工业大学计算机科学与技术学院南京211816

针对基于模代数预编码(THP)的多用户多输入多输出(MIMO)室内可见光通信系统存在误码率高、功率利用率低的问题,提出一种基于格基规约THP的多用户MIMO(MU-MIMO)通信系统。通过改进的格基规约THP对信道矩阵进行优化使其满秩,在此基础上,... 详细信息

针对基于模代数预编码(THP)的多用户多输入多输出(MIMO)室内可见光通信系统存在误码率高、功率利用率低的问题,提出一种基于格基规约THP的多用户MIMO(MU-MIMO)通信系统。通过改进的格基规约THP对信道矩阵进行优化使其满秩,在此基础上,设计多用户接收信号均衡分配方案。仿真结果表明,在信噪比较高且信道不稳定的情况下,MU-MIMO通信系统具有较强的鲁棒性以及较低的误码率,多用户接收信号均衡分配方案有效解决了THP算法中用户接收信息的公平分配问题。

关键词：可见光通信多输入多输出模代数预编码格基规约信噪比鲁棒性

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高速移动场景下基于用户调度改进的模代数预编码算法

高速移动场景下基于用户调度改进的模代数预编码算法

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作者：廖勇杨馨怡胡异花远肖 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号

本发明提出高速移动场景下基于用户调度改进的模代数预编码算法。首先，依据高速移动场景建立多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统模型。其次，根据所建立的系统模型，构建模代数预编码(Tomlinson‑Harashima Precoding,T... 详细信息

标准号: CN109067444A

本发明提出高速移动场景下基于用户调度改进的模代数预编码算法。首先，依据高速移动场景建立多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统模型。其次，根据所建立的系统模型，构建模代数预编码(Tomlinson‑Harashima Precoding,THP)方案。然后，基于贪婪算法进行用户调度，得到选择排序后的信道矩阵。最后，在发射功率约束条件下，以最小均方误差为优化目标，推导得到加权矩阵G和最优预编码矩阵B和F。本发明提出的高速移动场景下基于用户调度改进的模代数预编码算法，采用了以容量优化为目标的贪婪算法，进行用户调度，对于信道条件好的用户优先进行数据传输，将贪婪算法与THP相结合应用在高速移动下的预编码中，可以消除多用户干扰，降低误码率并提升系统容量，为高质量的高速移动通信提供设计参考。

关键词：用户调度高速移动场景模代数预编码贪婪算法系统模型算法最优预编码矩阵高速移动通信最小均方误差多用户干扰发射功率高速移动加权矩阵结合应用容量优化数据传输提升系统信道矩阵信道条件用户优先优化目标约束条件误码率预编码推导构建排序改进参考

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一种高速移动下基于贪婪算法改进的模代数预编码方法

一种高速移动下基于贪婪算法改进的模代数预编码方法

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作者：廖勇杨馨怡胡异花远肖 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号

本发明提出一种高速移动下基于贪婪算法改进的模代数预编码方法。首先，依据高速移动场景建立多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统模型。其次，根据所建立的系统模型，构建模代数预编码(Tomlinson‑Harashima Precoding,T... 详细信息

标准号: CN108683440A

本发明提出一种高速移动下基于贪婪算法改进的模代数预编码方法。首先，依据高速移动场景建立多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统模型。其次，根据所建立的系统模型，构建模代数预编码(Tomlinson‑Harashima Precoding,THP)方案。然后，基于贪婪算法对用户进行选择并排序，得到选择排序后的信道矩阵。最后，在发射功率约束条件下，以最小均方误差为优化目标，推导得到加权矩阵G和最优预编码矩阵B和F。本发明提出的高速移动环境下的基于贪婪算法改进的模代数预编码方法，采用了以容量优化为目标的贪婪算法，对用户进行选择并排序，对于信道条件好的用户优先进行数据传输，将贪婪算法与THP相结合应用在高速移动下的预编码中，可以消除多用户干扰，降低误码率并提升系统容量，为高质量的高速移动通信提供设计参考。

关键词：贪婪算法模代数预编码排序高速移动系统模型最优预编码矩阵高速移动场景高速移动环境高速移动通信最小均方误差多用户干扰发射功率加权矩阵结合应用容量优化数据传输提升系统信道矩阵信道条件用户优先优化目标约束条件误码率预编码构建推导改进参考

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基于模代数预编码的室内可见光通信系统性能研究

基于模代数预编码的室内可见光通信系统性能研究

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作者：马宁宁南京邮电大学

学位级别：硕士

可见光通信(VLC)是一项基于白光LED,能够在满足照明的同时实现高速数据传输的新型通信技术。该技术被认为具有广泛的发展前景,但仍然存在一些局限性,其中最主要的挑战来自于LED有限的带宽,它限制了数据的传输速率。多用户MIMO(MU-MIMO)... 详细信息

可见光通信(VLC)是一项基于白光LED,能够在满足照明的同时实现高速数据传输的新型通信技术。该技术被认为具有广泛的发展前景,但仍然存在一些局限性,其中最主要的挑战来自于LED有限的带宽,它限制了数据的传输速率。多用户MIMO(MU-MIMO)室内VLC系统的提出可以有效解决这个问题,但多用户干扰(MUI)又成了一个新的挑战。预编码技术可以在发送端完全消除MUI,目前应用于MU-MIMO室内VLC系统的预编码算法为块对角化(BD)预编码。尽管BD预编码算法可以消除MUI,但其简单的线性操作和矩阵的奇异值分解,会使得属于同一用户终端的光接收机之间性能差异较大。模代数预编码(THP)是一种典型的非线性预编码,它被广泛认为更适合应用于MIMO系统。本文提出了一种基于THP的MU-MIMO室内VLC系统,并且采用了一种改进型模代数预编码(OTHP)来改善系统性能。本文首先介绍了室内VLC系统的基本原理,并且分析了白光LED光源的调制特性及光学特性。其次,分别介绍了BD、THP和OTHP三种预编码算法的基本原理,并且分析了预编码技术应用于VLC系统的局限性,即信道矩阵的相关性。针对信道矩阵的相关性,本文给出了解决方案:同一用户终端的两个光接收机分别采用不同的视场角(FOV)。本文着重仿真分析了基于BD、THP和OTHP三种预编码算法的MU-MIMO室内VLC系统的误码性能,结果表明:采用OTHP算法的通信系统误码性能最优。最后,为了进一步降低信道矩阵的相关性,并且使光接收机模型更符合实际应用,本文采用了两种倾斜式光接收机,一种是单边倾斜式光接收机,另一种是双边倾斜且具有不同FOV的光接收机。本文在分别采用上述两种光接收机模型的前提下,仿真分析了基于OTHP算法的MU-MIMO室内VLC系统的误码性能,并且研究了用户终端的移动性对该系统误码性能的影响。

关键词：白光LED 可见光通信多用户多入多出模代数预编码

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多用户MIMO系统中的模代数预编码与有限反馈技术研究

多用户MIMO系统中的模代数预编码与有限反馈技术研究

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作者：卢国仙北京邮电大学

学位级别：硕士

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统能够有效提升信道容量,尤其是其中的MIMO空分复用技术能够使系统的信道容量随着收发天线数的增加呈线性增长。不过由于MIMO空分复用技术在每根收发天线上使用相同的时频资源传... 详细信息

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统能够有效提升信道容量,尤其是其中的MIMO空分复用技术能够使系统的信道容量随着收发天线数的增加呈线性增长。不过由于MIMO空分复用技术在每根收发天线上使用相同的时频资源传输信息,不可避免地造成系统的共信道干扰。预编码能够有效消除MIMO空分复用引入的共信道干扰,而模代数预编码则是其中的一种非常有效的消除干扰的预编码方法。由于多用户MIMO相对单用户MIMO具有更好的系统性能以及灵活性,所以论文主要研究了多用户MIMO系统中的模代数预编码技术,针对目前模代数预编码研究不足的问题,重点解决了模代数预编码的有限反馈问题,具体的研究工作主要概括为如下：首先研究了多用户MIMO模代数预编码技术。重点推导了非完美信道信息下模代数预编码与线性迫零预编码的信道容量,仿真分析了非完美以及完美信道信息下模代数预编码与线性迫零预编码的性能差异,理论推导与仿真表明模代数预编码的信道容量相对线性迫零预编码具有较大提升在此基础上,研究并解决了多用户MIMO模代数预编码有限反馈问题。理论推导与仿真表明多用户MIMO模代数预编码只需反馈信道矩阵分解得到的右特征矩阵即可满足模代数预编码要求。提出了一种正交量化信道右特征矩阵的算法,该算法能够在保持低复杂度的同时保证量化后的右特征矩阵的列向量之间正交。论文从信道容量、误码性能以及算法复杂度等角度全面评估了多用户MIMO模代数预编码的性能,评估表明多用户MIMO模代数预编码具备未来成为3GPP制定的移动通信标准的潜力。最后重点阐述了室内热点场景下多用户MIMO模代数预编码的应用前景。分析了室内热点场景下的信道特点,分析表明室内热点场景是非常适合使用模代数预编码的。并在此基础上提出了室内热点场景下多用户MIMO预编码动态自适应切换方案,该方案的一大亮点是能够保证模代数预编码与线性迫零预编码的无缝切换,从而为多用户MIMO模代数预编码的标准化应用奠定了坚实的基础。

关键词：多输入多输出(MIMO) 模代数预编码非完美信道有限反馈右特征矩阵正交量化

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高速移动环境下的MIMO系统预编码研究

高速移动环境下的MIMO系统预编码研究

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作者：胡异重庆大学

学位级别：硕士

直到2018年底,我国的高铁总里程超过了2.9万公里,目前处于世界第一,超过全世界高铁运营总里程的一半以上。随着高铁的迅速发展,高铁上应用无线移动通信的用户数也随之增加,这意味着高铁移动通信面临严峻的考验。为了解决通信服务质量差... 详细信息

直到2018年底,我国的高铁总里程超过了2.9万公里,目前处于世界第一,超过全世界高铁运营总里程的一半以上。随着高铁的迅速发展,高铁上应用无线移动通信的用户数也随之增加,这意味着高铁移动通信面临严峻的考验。为了解决通信服务质量差的难题,满足高铁终端用户对于移动通信的需求,3GPP组织提出了铁路长期演进(Long Term Evolution Railway,LTE-R)技术。多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)是LTE-R的关键技术,该技术可以在不增加系统带宽的同时,在发射端和接收端布置多根天线,在空间上提供分集和复用增益,从而实现大容量传输。MIMO采用多天线技术,导致各个终端用户间、各个数据流间存在干扰,为有效地消除这些干扰,就要求在接收机使用更复杂的检测方法来恢复原数据。但在实际应用中,接收机检测技术受到众多因素的限制,例如终端尺寸、高成本以及高复杂度等等。为此,应用于基站侧的预编码技术被提出,旨在有效消除用户之间存在的相互干扰,降低接收端处理接收信号的复杂度。本文针对基于高速移动通信场景的MIMO系统预编码技术进行了研究,作者的主要贡献有如下几点:(1)首先对经典的MIMO预编码算法和已提出的高速移动环境下的预编码算法进行研究,并介绍了多入多出系统多个用户的下行链路信道模型,推导出了MIMO系统多用户的信道容量。随后分析了高速移动环境下MIMO信道的特性,并基于此建立了高速移动环境下的MIMO通信系统模型。(2)在高速移动环境下的列车移动速度较快,导致此时的传输信道具有快速时变的性质,因此在一个数据传输周期内,信道状态信息(Channel State Information,CSI)会发生剧烈变化,发送端经历反馈时延后得到的CSI并不能准确地体现当时实际信道情况。针对此问题,本文提出了一种基于动态CSI模型的改进模代数预编码算法。该算法结合了信道的相关性和统计特性,组成发射端动态CSI模型,能够更贴切于实际信道情况。同时对传统模代数预编码算法进行改进,将通过遍历搜索的基于最大化信干噪比准则的多用户选择算法应用到模代数预编码中,能消除多个用户间的干扰,且提高系统预编码的精度,并提升信道容量。仿真结果表明,所提算法相比传统预编码算法具有更优的误码率性能和信道容量。(3)在实际的高铁移动通信系统中,由于无线信道的快速时变特性,若发射机的发射功率分配不合理,将会使得在信道严重衰落时无法获得通信服务质量保证,同时不能获取较好的信道容量。为了进一步提升系统的信道容量,本文还提出了一种基于迭代注水功率分配算法的改进模代数预编码算法。在高速移动环境下进行预编码设计时,该算法联合进行功率分配算法和用户调度算法设计,将基于贪婪准则的用户选择算法和迭代注水功率分配算法共同应用到传统模代数预编码算法中,不仅降低了误码率,还进一步地增加了系统的信道容量。通过对仿真数据进行分析,可以看出所提算法比典型的线性预编码算法和传统模代数预编码算法有更好的系统信道容量性能,更加适用于高速移动场景下的快时变信道环境。

关键词：高速移动环境 MIMO 模代数预编码用户调度功率分配

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一种高速移动下基于动态信道状态的MIMO预编码方法

一种高速移动下基于动态信道状态的MIMO预编码方法

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作者：廖勇胡异杨馨怡 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号

本发明提出一种高速移动下基于动态信道状态的MIMO预编码方法。首先，依据高速移动场景建立MIMO系统模型。其次，根据所建立的系统模型，构建模代数预编码(Tomlison‑HarashimaPrecoding,THP)方案。然后，基于信道统计特性构建动态信道... 详细信息

标准号: CN108377160A

本发明提出一种高速移动下基于动态信道状态的MIMO预编码方法。首先，依据高速移动场景建立MIMO系统模型。其次，根据所建立的系统模型，构建模代数预编码(Tomlison‑HarashimaPrecoding,THP)方案。然后，基于信道统计特性构建动态信道状态信息的信道矩阵。最后，在发射功率约束条件下，以最小均方误差为优化目标，推导得到加权矩阵G和最优预编码矩阵B和F。本发明提出的高速移动环境下的MIMO预编码方法，采用了动态信道状态信息模型，考虑了高速移动环境下信道的统计特性，使发送端获取的信道状态信息更接近实际信道。将动态信道状态模型与THP相结合应用在高速移动下的预编码中，可以消除多用户干扰以及提高预编码准确度，为高质量的高速移动通信提供设计参考。

关键词：动态信道高速移动环境高速移动预编码构建信道最优预编码矩阵高速移动场景高速移动通信模代数预编码信道统计特性信道状态信息最小均方误差多用户干扰准确度发射功率加权矩阵结合应用统计特性系统模型信道矩阵优化目标约束条件状态模型发送端推导参考

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非线性预编码技术研究

非线性预编码技术研究

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作者：张蕾浙江大学

学位级别：博士

现代无线通信系统中,用户对于信息传输速率和传输质量的需求不断提高,如何在不增加带宽的前提下来提高信息传输速率和可靠性是下一代无线通信发展中亟待解决的问题。在这种情况下,MIMO技术和中继技术逐渐引起了广泛关注。考虑到实际MIM... 详细信息

现代无线通信系统中,用户对于信息传输速率和传输质量的需求不断提高,如何在不增加带宽的前提下来提高信息传输速率和可靠性是下一代无线通信发展中亟待解决的问题。在这种情况下,MIMO技术和中继技术逐渐引起了广泛关注。考虑到实际MIMO系统中接收端处理的高复杂度,寻求从发射端对信号进行处理的技术势在必行。预编码技术通过在发射端利用CSI进行预处理,使得发射信号与衰落信道相匹配,以达到消除数据流之间干扰并且降低接收端处理复杂度的目的,从而改善系统误码率并提高吞吐率。将预编码技术引入到MIMO和中继系统中,对于提高通信质量有着重要的意义。本文以非线性预编码技术为研究对象,研究了非线性收发机的设计方案,以及物理层安全和无线能量传输系统中非线性预编码器的设计算法。首先,论文介绍了预编码技术的基本原理。依次介绍了线性和非线性预编码两类预编码技术的基本模型和矩阵构造算法。在线性预编码算法中研究了基于ZF准则,MMSE准则和基于信道SVD分解的算法,以及在多用户MIMO系统中广泛使用的BD算法。相较线性预编码,非线性预编码可以显著的提升系统性能。我们首先给出了DPC算法作为非线性预编码的理论基础,随后详细介绍了THP算法和VP算法,THP是我们文中重点研究的算法。其次,论文研究了非线性预编码技术在收发机设计方面的应用。重点研究了MIMO协作中继系统的鲁棒性非线性收发机设计,通过联合设计源节点预编码矩阵、中继节点预编码矩阵及目的节点处理矩阵来最小化系统的MSE。设计中采用统计误差模型,分别从发送端的相关矩阵为单位阵和接收端的相关矩阵为单位阵两种情况进行研究。并通过信道分解等方法,将设计问题利用迭代法在KKT条件下求解。在此基础上,我们提出了在发射端采用MB策略进行传输的设计方案,研究了低复杂度的MB转换排序矩阵设计算法以便于实际应用,同时提出了基于最小欧式距离的选择机制用于选取最优的支路进行信号传输。还将MB策略进一步推广应用于VP预编码的设计,提出了基于MMSE准则的减格辅助MB-VP算法。仿真结果表明我们提出的算法性能优于传统的收发机设计算法。再次,论文研究了非线性预编码技术在物理层安全问题中的应用。对MIMO系统中发射端预编码矩阵和接收端处理矩阵进行了联合设计,在考虑发射端功率约束以及保证合法用户QoS性能的前提下,最大化分配到人为干扰上的功率,从而最大程度干扰窃听用户的接收。接着将问题推广到MIMO协作中继系统中的物理层安全研究中,提出了一种基于人为加扰的鲁棒性非线性收发机设计算法。算法在考虑源节点和中继节点功率约束的前提下,以最小化合法用户MSE为目标进行了优化,并将非凸的优化问题松弛分解为两层子问题进行求解,同时还研究了如何在中继节点进行AN和消息信号的最优功率分配。仿真结果验证了我们提出的算法在改善物理层安全方面的有效性。最后,论文研究了非线性预编码技术在无线能量传输中的应用,提出了基于全双工的无线能量传输中继系统的鲁棒性非线性收发机设计。设计中考虑了新型的传输策略,在中继节点同时进行信息传输和能量收集,并在发射功率受限与采集能量约束的条件下建立最优化数学模型来最小化系统MSE。模型中将非凸问题转换为几个并行的子问题,采用交替迭代的方法进行求解：给定源节点THP预编码矩阵,中继节点预编码矩阵,反馈矩阵,可以得到线性接收矩阵的闭式解;给定其余待求矩阵变量,求解中继节点预编码矩阵可将优化问题转化为可解的SOCP问题;给定其余待求矩阵变量,求解源节点THP预编码矩阵可将优化问题转化为DC规划问题,采用CCCP算法来得到局部最优解。设计中还考虑了QoS约束条件下发射功率最小化的问题,并且提出了一种可以有效的搜索可行初始值的算法。仿真结果验证了我们提出的鲁棒性算法的优越性。

关键词：模代数预编码扰动矢量预编码人工噪声物理层安全通信无线能量传输凸优化理论

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