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K复合衰落信道下3D多用户MIMO系统的性能分析

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北京邮电大学学报 2016年第5期39卷 56-60页

作者：李兴旺艾晓宇张艳琴李立华卢光延河南理工大学物理与电子信息学院河南焦作454000 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 石家庄职业技术学院电气与电子工程系石家庄050081

针对K复合衰落信道理论分析性能表达式涉及特殊函数的问题,研究K复合衰落信道模型下三维多输入多输出系统和速率性能,通过分析推导出基于最大比合并和迫零接收检测系统的和速率下界闭式表达式,所得下界同时考虑多径衰落、阴影衰落、路... 详细信息

针对K复合衰落信道理论分析性能表达式涉及特殊函数的问题,研究K复合衰落信道模型下三维多输入多输出系统和速率性能,通过分析推导出基于最大比合并和迫零接收检测系统的和速率下界闭式表达式,所得下界同时考虑多径衰落、阴影衰落、路径损耗、3D天线辐射损耗和用户分布;基于所得和速率下界,针对大规模多输入多输出渐进性能进行分析.通过计算机仿真,证明了所得和速率下界充分逼近蒙特卡洛仿真结果,从而证明了理论分析的正确性.

关键词：三维多输入多输出 K复合衰落信道下界速率和速率

统计和瞬时CSI混合的3D MIMO预编码

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信号处理 2020年第2期36卷 283-289页

作者：薛继实梁彦李汀季薇李飞南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

本文针对分别具有统计信道状态信息(Channel State Information,CSI)和瞬时CSI的用户,研究了两类用户在三维多输入多输出(Three-Dimension Multiple-Input Multiple-Output,3D MIMO)系统中的下行链路传输模式,解决了混合利用统计和瞬时... 详细信息

本文针对分别具有统计信道状态信息(Channel State Information,CSI)和瞬时CSI的用户,研究了两类用户在三维多输入多输出(Three-Dimension Multiple-Input Multiple-Output,3D MIMO)系统中的下行链路传输模式,解决了混合利用统计和瞬时CSI的下行预编码的设计问题。利用3D MIMO信道的克罗内克积的性质,提出了一种用于最小化基站总发射功率的扩展迫零预编码的方法,并分别求解其最优水平预编码矩阵和最优垂直预编码矩阵。仿真结果表明,该方案具有更低的复杂度和良好的速率。

关键词：三维多输入多输出预编码统计信道状态信息瞬时信道状态信息

具有空间宽带效应的毫米波3D MIMO信道估计

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信号处理 2020年第2期36卷 304-312页

作者：程涛李汀季薇梁彦李飞南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

在现有的大规模三维多输入多输出(3D MIMO)系统中,相邻天线间的距离可能非常大,这往往会导致电磁波穿过阵列孔径时出现物理传播延迟,被称为空间宽带效应。而大多数学者在研究信道估计时通常会忽略它,仅仅有学者在研究雷达系统时提到了... 详细信息

在现有的大规模三维多输入多输出(3D MIMO)系统中,相邻天线间的距离可能非常大,这往往会导致电磁波穿过阵列孔径时出现物理传播延迟,被称为空间宽带效应。而大多数学者在研究信道估计时通常会忽略它,仅仅有学者在研究雷达系统时提到了空间宽带效应。而去年有学者将其引入到了2D MIMO毫米波系统中,本文在此基础上将其扩展到了毫米波大规模3D MIMO系统中,基于平面天线阵列的水平角和垂直角设计了一种新的信道模型,并提出了一种信道估计算法,仿真结果表明其具有良好的信道估计性能。

关键词：空间宽带效应毫米波信道估计三维多输入多输出

3D MIMO多小区多用户系统基于QBFO算法的垂直波束下倾角优化

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信号处理 2018年第5期34卷 523-530页

作者：帅杨李汀李飞南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

本文针对大尺度衰落下3D MIMO多用户系统中天线下倾角优化问题,首先在采用最大比传输预编码的基础上,假设有用信号功率、用户间干扰功率、小区间干扰功率都服从伽玛分布,将系统和速率公式简化为关于波束下倾角的函数。然后,以系统和速... 详细信息

本文针对大尺度衰落下3D MIMO多用户系统中天线下倾角优化问题,首先在采用最大比传输预编码的基础上,假设有用信号功率、用户间干扰功率、小区间干扰功率都服从伽玛分布,将系统和速率公式简化为关于波束下倾角的函数。然后,以系统和速率最大化为目标函数,利用改进的量子菌群觅食优化算法(quantum bacterial foraging algorithm),求解最优的天线下倾角。计算机仿真表明,本文提出的3D波束赋形方案在低信噪比和用户数较多时可以获得更高的系统和速率。

关键词：三维多输入多输出和速率天线下倾角预编码大尺度衰落

K复合衰落信道下3D分布式MIMO和速率上界

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计算机应用 2017年第11期37卷 3270-3275页

作者：彭红星胡译雯杨雪晴李兴旺河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作454003 河南理工大学物理与电子信息工程学院河南焦作454003

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... 详细信息

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。

关键词：三维多输入多输出 K复合衰落信道上界和速率迫零接收

3DMIMO-OFDMA系统中基于垂直波束成形的能效优化算法

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电信科学 2017年第11期33卷 17-26页

作者：李汀仇林杰季薇南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

针对三维多输入多输出(3D MIMO)正交频分多址(OFDMA)系统,提出了一种能效优化算法。该算法在垂直波束成形技术下,以能量效率最大化为目标,通过调整资源分配、功率分配、天线的波束下倾角来提高系统能量效率。根据分数优化理论,将复杂的... 详细信息

针对三维多输入多输出(3D MIMO)正交频分多址(OFDMA)系统,提出了一种能效优化算法。该算法在垂直波束成形技术下,以能量效率最大化为目标,通过调整资源分配、功率分配、天线的波束下倾角来提高系统能量效率。根据分数优化理论,将复杂的分数优化问题转化为较易求解的整式优化问题,然后引入拉格朗日乘子通过不断迭代得到能量效率的最优值。仿真结果表明,所提算法在较少迭代次数下可以获得更高的能量效率。

关键词：三维多输入多输出垂直波束成形能量效率分数优化理论

基于量子菌群算法的三维多输入输出下行链路传输优化方案

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计算机应用 2017年第A02期37卷 15-19页

作者：仇林杰季薇李汀梁彦南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003

三维多输入多输出(3D MIMO)技术能够充分利用垂直维的自由度,有效抑制小区间同频用户的干扰。为了进一步提高系统总的频谱效率和小区边缘用户的频谱效率,针对3D MIMO下行链路无线通信系统,提出一种传输优化方案。所提方案以最大化频谱... 详细信息

三维多输入多输出(3D MIMO)技术能够充分利用垂直维的自由度,有效抑制小区间同频用户的干扰。为了进一步提高系统总的频谱效率和小区边缘用户的频谱效率,针对3D MIMO下行链路无线通信系统,提出一种传输优化方案。所提方案以最大化频谱效率为准则,引入联合传输技术对小区边缘用户进行传输,通过调整功率分配和波束下倾角来优化频谱效率函数。针对非凸的目标优化函数,采用量子菌群算法进行求解。以两个波束的功率和下倾角作为菌群,小区总的频谱效率作为适应度函数,在约束条件下通过趋化、复制和驱散步骤不断更新菌群,最终获得适应度函数的最优值。仿真结果表明,所提传输方案取得了较高的系统总频谱效率和小区边缘用户的频谱效率。

关键词：三维多输入多输出联合传输频谱效率非凸优化问题量子菌群算法

3D MIMO系统中一种有限反馈开销降低方法

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计算机应用研究 2016年第7期33卷 2106-2109页

作者：于秀兰刘燕莉刘利景小荣重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

针对三维多输入多输出(3D MIMO)预编码系统的高反馈开销问题,结合信道预测,提出了一种基于时频域二维分簇的有限反馈开销降低方法。该方法利用信道的时频域相关特性,用户端根据与当前帧中数据块所对应的信道状态信息(CSI),采用自回归(AR... 详细信息

针对三维多输入多输出(3D MIMO)预编码系统的高反馈开销问题,结合信道预测,提出了一种基于时频域二维分簇的有限反馈开销降低方法。该方法利用信道的时频域相关特性,用户端根据与当前帧中数据块所对应的信道状态信息(CSI),采用自回归(AR)模型来预测与后续帧中数据块相对应的3D CSI,进而对预测得到的CSI进行时域与频域二维分簇处理,最后将与每个反馈数据块相对应的预编码矩阵索引反馈给基站。仿真结果表明,该方法在保证系统性能的同时,不但大幅度地降低3D MIMO多用户系统的反馈开销,而且有效地改善了反馈延迟对系统性能所造成的影响。

关键词：三维多输入多输出有限反馈信道预测二维分簇

多小区下行3D MIMO系统的传输速率分析

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光通信研究 2016年第6期6期(22)卷 72-75页

作者：王梦云尹成群赵伟华北电力大学电子与通信工程系河北保定071003

针对传统MIMO(多输入多输出)系统容量受限的问题,引入3D(三维)MIMO系统模型,将多小区联合传输技术应用于3D MIMO系统以提高系统容量。结合香农理论推导出采用单小区传输和多小区联合传输时的信干噪比,采用简单易实现的迫零预编码算法,... 详细信息

针对传统MIMO(多输入多输出)系统容量受限的问题,引入3D(三维)MIMO系统模型,将多小区联合传输技术应用于3D MIMO系统以提高系统容量。结合香农理论推导出采用单小区传输和多小区联合传输时的信干噪比,采用简单易实现的迫零预编码算法,分析了基站天线下倾角、用户与基站之间的距离以及小区中的用户数对系统传输速率的影响。仿真结果表明,适当调整基站天线下倾角可以提高系统传输速率,验证了采用多小区联合传输比单小区传输在提高系统传输速率方面具有更优的性能。

关键词：三维多输入多输出传输速率联合传输迫零预编码