Labeling-based Zero-forcing Beamforming for LTE MU-MIMO

提出了一种聪明的TD-LTE MIMO操作模式,它结合了波束成形技术和闭环反馈MIMO的优点。 当eNB获得UE上行SRS参考信号的信道信息,L1进行基于码本的信道估计量化和标签化。L1将标签上传到L2,L2基于标签进行多用户调度,这样较好地解决了基于迫零的UE配对和L1/L2间跨层资源分配这两个问题。L1无需更多计算便可生成波束成形的预编码矩阵。同时,提出了在可接受的次优性能下一种易实现的一般性框架。为了达到目标,给出了新的码本设计标准和快速预编码矩阵的生成算法。     

基于深度学习的毫米波系统波束成形

针对高移动用户在毫米波系统中用户与基站之间频繁切换增大延迟开销问题,提出了一种新颖的集成深度学习协调波束成形（Deep Learning Coordinated Beamforming,DLCBF）解决方案。该方案通过协调多个基站同时为一个移动用户服务,接收用户上行导频序列和预编码码本训练模型,进而预测最佳下行波束向量,克服了大型天线阵列毫米波系统中选取最佳波束成形向量需要的巨大训练开销。仿真结果表明,所提方案与传统的毫米波波束成形策略相比有更高的频谱有效率。     

5G毫米波信道估计研究综述

信道估计是大规模多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）毫米波（Millimeter Wave,mmWave）系统关键技术之一。梳理了近几年大规模MIMO毫米波的信道估计策略,重点从压缩感知（Compressive Sensing,CS）、参数估计和深度学习三个方面进行了描述与分析。通过算法性能的对比,总结了毫米波信道估计目前存在的问题以及未来发展的趋势。     

面向5G的大规模MIMO技术综述

未来第5代移动通信系统(5G)中无线数据业务量的爆发性增长推动着研究人员发展新的颠覆性技术。作为5G的关键候选技术之一，大规模多入多出(MIMO)在基站使用远超激活终端数的天线，能增加一个数量级的频谱效率并大幅降低发射功率。首先介绍了大规模MIMO的系统模型和理论性能，其次分析和归纳了在信道测量与建模、信道信息获取、传输方法的研究成果，然后简述了实验和测试进展，最后讨论了未来研究方向。     

基于ResNet的大型智能表面在毫米波系统中的应用

大型智能表面（Large Intelligent Surface,LIS）协助毫米波通信已经成为一种提高覆盖率和吞吐量的极具潜力的技术。为了设计LIS系统的反射波束,通常需要获取完美的级联信道状态信息。然而,由于LIS具有高维级联信道和大量无源反射元件,估计其级联信道状态信息一直是LIS的挑战之一。针对上述问题,提出一种基于残差神经网络（Residual Neural Network,ResNet）的LIS反射波束设计解决方案。该方案采用有源（连接LIS控制器的基带）和无源元件混合的LIS框架,只需要估计少量有源元件的信道状态信息便可以借助ResNet训练的网络模型预测最佳发射波束。与现有方法相比,所提出的ResNet网络可以减少训练开销,提升可实现速率,表现出更强的鲁棒性。     

毫米波大规模MIMO技术与海上雨衰模型综述

将毫米波大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术应用于海上通信中，可以提供相比传统海上通信更高的传输速率和更多的通信服务。采用基于毫米波大规模MIMO技术的通信基站进行海上通信时，降雨衰减不可忽略。预测性能良好的雨衰预测模型是考虑降雨问题的关键。从降雨衰减预测模型、大规模MIMO技术、毫米波通信、无线电波海上衰减特性四个方面阐述了相关原理与国内外研究现状，分析了上述研究方面与雨衰相结合的技术特点与未来发展趋势，为研究雨衰模型应用于毫米波大规模MIMO海上通信提供了理论参考。     

基于矩阵感知的毫米波MIMO系统信道估计方法

在使用混合波束形成的毫米波大规模多输入多输出系统中，射频链路少于天线数，信道估计非常具有挑战性。当天线阵列缺陷导致未知相位和增益误差时，压缩感知信道估计器的性能会下降。为提高系统鲁棒性，提出了一种新型的基于矩阵感知的信道估计方案。该方案利用毫米波信道的低秩特性，采用凸函数差框架设计信道估计器。理论分析及仿真结果证明，所提方案不受阵列相位和增益误差的影响，与压缩感知方案比较增强了系统的鲁棒性，可获得比矩阵补全方案更好的估计性能。     

基于相关信道统计的有限速率反馈波束形成

针对实际MIMO系统无线信道存在的空域相关性,提出了一种基于 相关信道统计的改进算法。基于此算法,并采用随机码本量化信道信息形成一种新波束形成 方案,它只需要有限速率反馈部分信道信息,可以同时获得系统多用户分集增益和阵列增益 ,解决了常规波束形成需要大量信道反馈信息和相干波束形成系统性能对信道瞬时变化信息 敏感的问题。仿真结果表明,提出方案在相关信道下相当有效,其性能超过常规波束形成, 即使在有限反馈限制条件下,其性能亦接近相干机会波束的性能,仅有0.2 bit/s·Hz -1的性能损失。     

基于毫米波大规模MIMO系统的混合预编码设计

大规模多输入多输出（MIMO）被认为是未来5G的关键技术之一。毫米波因其足够大的频谱带宽近来备受关注。针对部分连接结构、单用户下行链路毫米波大规模MIMO系统,提出了一种新型的混合预编码设计。利用分层设计思想,首先设计模拟预编码器,提出一种模拟预编码器算法;然后通过注水算法获得最佳数字预编码器;最后,将起始最优化问题转化为在每根天线功率分配约束下单个RF链路连接天线子阵列最优化问题,再根据迭代方法获得最佳混合预编码器。仿真结果表明,最佳混合预编码器性能接近纯数字预编码器的性能。     

不理想的信道互易性对波束成形技术的影响…

在无线通信系统中,基站可以根据信道互易性使用波束成形（Beam Forming）技术提 升系统性能。信道互易性的准确程度对性能是有影响的,因此需要对其分析以指导系统设计 。对长期演进（LTE）系统的互易性进行建模,指出了终端发送天线和接收天线数目的不对 称性,以及基站信道估计的误差对信道互易性的影响。通过数值仿真验证了不理想的信道互 易性使波束成形性能受到损失,并为系统改进提出思路。其结论容易推广到其他应用波束成 形的无线通信系统。     

多组多播集中式大规模MIMO系统的安全性能分析

分析了主动攻击下的多组多播集中式大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统的安全性能。基于上行导频训练估计的信道状态信息，系统采用功率限制下的共轭波束成形方案实现下行多播传输。通过分析合法用户安全速率的下界和窃听者信息速率的上界，得到了系统安全速率下界的闭合表达式。进一步，推导出基站天线数趋于无穷大情况下此安全传输系统能获取的极限安全速率。实验仿真验证了所得结果的正确性。     

应用酉变换近似消息传递的大规模MIMO接收机设计

由于天线间距较近和一些非白高斯干扰，大规模多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）系统的信道矩阵存在如列相关、低秩和非零均值等“病态”特征，给基于近似消息传递的迭代接收机算法造成了严重的性能损失。为此，提出了一种基于酉变换近似消息传递(Unitary Transformation Approximate Message Passing,Ut-AMP)的接收机算法。首先针对均值非零、列相关和条件数过大三种常见的病态特征，分析了酉变换的必要性；其次，利用变量间的马尔科夫特性将大规模MIMO系统进行因式分解和因子图建模，推导了联合置信传播、平均场和Ut-AMP的消息传递算法，并与现有算法的复杂度进行了对比；最后建立大规模MIMO接收机模型，对所有相关算法进行数值仿真。仿真结果表明，所提接收机算法能够以复杂度略有提升为代价，在病态信道矩阵环境中大幅提升接收机的鲁棒性，具有很高的研究和应用价值。     

基于压缩感知的大规模MIMO下行信道状态信息获取

信道状态信息（Channel State Information,CSI）对于大规模多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）发挥高性能至关重要。但在上下行传输信道不存在互易性的频分双工（Frequency Division Duplex,FDD）制式下,若采用传统的信道估计方法会给CSI的获取带来巨大的导频开销和计算量。考虑利用大规模 MIMO 信道的虚角域稀疏性来减少获取CSI所需开销,在此基础上进一步研究了大规模 MIMO 正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中各子载波信道在虚角域的共同稀疏特性和稀疏支撑集的时间相关特性,达到降低信道维度的目的,则大大减少了基站对 CSI 获取所需的资源开销。同时,为了降低信道稀疏支撑集信息获取所需的导频开销和提高信息的时效性,利用压缩感知技术对支撑集进行估计。仿真结果验证了所提方案性能的优越性。     

基于平行因子分解的大规模MIMO盲信道估计

针对单小区大规模多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）系统上行链路,提出了一种基于平行因子（Parallel Factor,PARAFAC）模型的信道估计方法。在基站端,将接收信号构造成PARAFAC模型,利用大规模MIMO系统中信道的渐近正交的性质,提出了一种基于约束二线性迭代最小二乘算法(Constrained Blinear Alternating Least Squares,CBALS),从而实现了盲信道估计。理论分析及仿真结果表明,所提方法与传统最小二乘方法相比,不仅提高了频带利用率而且具有更高的估计精度;与已有的二线性交替最小二乘方法(BALS)相比,所提算法有更快的收敛速度。     

基于Kronecker法的MIMO信道模拟及硬件实现

针对多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）无线通信系统,在基于Kronecker 的MIMO信道模型中综合考虑了路径损耗、阴影衰落和多径衰落等因素,实现了基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的MIMO信道模拟器,并分析了硬件设计方案以及MIMO信道模拟的实现方法。实测结果表明,设计的MIMO信道模拟器可以模拟瑞利衰落、莱斯衰落以及阴影衰落等常见的信道衰落类型,能够应用于3GPP、COST-207等标准信道模型的复现。该模拟器可作为无线通信系统研究的测试设备,辅助通信系统研究的算法验证、方案优化以及性能分析。     

一种基于二阶锥约束克服信道不匹配的盲分离方法

针对多输入多输出（MIMO）系统信道不匹配造成的系统性能受损问题,结合二阶锥规划约束最优化理论,提出了一种二阶锥条件约束的盲源分离算法,用于提高信道不匹配条件下的MIMO系统性能。该算法首先利用信道不匹配问题得到的二阶锥约束条件与负熵最大化的独立分量分析形成一个约束的最优化代价函数;其次,约束的代价函数借助牛顿迭代原则最优化得到分离向量。仿真分析验证了该算法在信道不匹配条件下可以有效提升MIMO系统的性能。