低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法

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低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法

张健, 刘元安, 谢刚, 毛峻岭, 刘芳

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张健, 刘元安, 谢刚, 毛峻岭, 刘芳. 低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法[J]. 电子科技大学学报, 2011, 40(5): 662-666. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

引用本文:

张健, 刘元安, 谢刚, 毛峻岭, 刘芳. 低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法[J]. 电子科技大学学报, 2011, 40(5): 662-666. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

ZHANG Jian, LIU Yuan-an, XIE Gang, MAO Jun-ling, LIU Fang. Low Complexity Block Diagonalization Algorithm for Multiuser MIMO Downlink Systems[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(5): 662-666. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

Citation:

ZHANG Jian, LIU Yuan-an, XIE Gang, MAO Jun-ling, LIU Fang. Low Complexity Block Diagonalization Algorithm for Multiuser MIMO Downlink Systems[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(5): 662-666. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

1.
北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室北京海淀区 100876

基金项目:

中加国际科学与技术合作项目(2010DFA11320);国家自然科学基金(60802033, 60873190);中央高校基本科研业务费专项资金(2009RC0308, G470209);国家科技重大专项(2010ZX03005-001-03, 2010ZX03007-003-04)

作者简介:
张健(1983-)，男，博士生，主要从事宽带无线移动通信方面的研究

中图分类号: TN911

Low Complexity Block Diagonalization Algorithm for Multiuser MIMO Downlink Systems

1.
Key Laboratory of Universal Wireless Communications of Ministry of Education,Beijing University of Posts and Telecommunications Haidian Beijing 100876

摘要: 提出了一种低复杂度的多用户多输入多输出(MIMO)下行链路块对角化预编码算法，证明了该算法能够实现与传统块对角化算法完全相同的系统总容量。算法基于迫零方法进行改造，通过对迫零向量实施格拉姆-施密特正交，可以快速实现等效下行链路的全局块对角化，从而获得最终的预编码矩阵。由于算法避免了传统块对角化算法求解零空间所进行的矩阵奇异值分解运算，其计算复杂度相比传统方法有显著下降，下降幅度接近50%。
- 块对角化 /
- 计算复杂度 /
- 多输入多输出 /
- 预编码
Abstract: A low complexity block diagonalization precoding algorithm is proposed for multiuser multiple-input multiple-output (MIMO) downlink systems. It is proved that the algorithm can achieve the same sum capacity with that of the traditional block diagonalization one. The algorithm improves the existing zero forcing method. By performing Gram-Schmidt orthogonalization to zero forcing beams, the algorithm can achieve fast global block diagonalization of the equivalent downlink channel, thus further obtaining the precoders. Avoiding matrix singular value decomposition required when calculating null space in the traditional block diagonalization algorithm, the computational complexity of the proposed algorithm is greatly reduced by about 50%.
- block diagonalization /
- computational complexity /
- multiple-input multiple-output /
- precoding

[1]	刘慧超, 王志君, 梁利平. 融合视频编码的低复杂度纹理自适应视频加密算法 . 电子科技大学学报, 2020, 49(5): 700-708. doi: 10.12178/1001-0548.2019291
[2]	邹林, 黄述康, 钱璐, 汪学刚, 田晋川. LFMCW车载雷达解速度模糊测角新方法 . 电子科技大学学报, 2020, 49(6): 801-805. doi: 10.12178/1001-0548.2019166
[3]	李民政, 刘宁. 改进相位迭代的低精度混合预编码方法 . 电子科技大学学报, 2020, 49(4): 548-554. doi: 10.12178/1001-0548.2019167
[4]	王海泉, 李国彬, 郑思思, 沈雷. 基于行列式的预编码码字选择方法 . 电子科技大学学报, 2020, 49(1): 22-27. doi: 10.12178/1001-0548.2018214
[5]	张刚, 王源, 王颖. 一种新型MIMO-DCSK保密通信系统 . 电子科技大学学报, 2015, 44(4): 487-493. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.002
[6]	龚丽莎, 尹露, 龚赛丹, 李磊, 何旭, 肖悦. 基于空间调制的天线选择和能效优化算法 . 电子科技大学学报, 2014, 43(4): 497-501. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.04.004
[7]	徐文杰, 姚进, 陈昌华, 李敬敏. 面向过程输出质量与输入参数的集成诊断方法 . 电子科技大学学报, 2014, 43(2): 315-320. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.02.031
[8]	何旭, 唐骞, 肖丽霞, 但黎琳, 肖悦, 李慧蕾. 低复杂度的空间调制IFDMA信号检测方法 . 电子科技大学学报, 2013, 42(3): 334-337. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.03.003
[9]	张振东, 吴斌, 朱勇旭, 周玉梅. IEEE802.11n无线局域网中的多模交织研究与实现 . 电子科技大学学报, 2011, 40(3): 383-387. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.03.011
[10]	牛兰奇, 张太镒, 孙建成. 利用匹配滤波改进MIMO预编码方案 . 电子科技大学学报, 2010, 39(5): 684-687. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.05.008
[11]	肖海林, 欧阳缮, 聂在平, 李忻. 天线互耦对室内MIMO无线信道容量的影响 . 电子科技大学学报, 2009, 38(4): 493-495. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.04.004
[12]	雷维嘉, 谢显中, 李广军. LDPC编码与空时编码相结合的编码协作方法 . 电子科技大学学报, 2009, 38(1): 21-24.
[13]	陈欣捷, 仇润鹤. 影响MIMO系统信道容量性能的主要因素研究 . 电子科技大学学报, 2008, 37(1): 50-53.
[14]	曾昆, 唐友喜. V-BLAST信号的宽线性反馈判决检测 . 电子科技大学学报, 2008, 37(3): 361-363,392.
[15]	赵慧, 龙航, 王文博. MIMO系统中利用空间相关性的同信道干扰消除算法 . 电子科技大学学报, 2008, 37(2): 202-205.
[16]	陈颖, 张波, 杨剑锋. 新的四进制CPM调制方案 . 电子科技大学学报, 2008, 37(4): 497-499,507.
[17]	杨万全, 袁爱平. LDPC编码自适应加载MIMO-OFDM系统性能分析 . 电子科技大学学报, 2008, 37(5): 664-667.
[18]	张剑, 贺知明. 预编码和子空间跟踪的OFDM信道盲估计 . 电子科技大学学报, 2008, 37(6): 848-850,859.
[19]	付卫红, 杨小牛, 刘乃安, 曾兴雯. 宽带无线通信中的MIMO系统 . 电子科技大学学报, 2007, 36(2): 176-178,206.
[20]	吴丽娟, 方舒. 一种基于空间相关MIMO系统的鲁棒接收机 . 电子科技大学学报, 2006, 35(6): 897-900.

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低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

1. 北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室北京海淀区 100876

基金项目:

中加国际科学与技术合作项目(2010DFA11320);国家自然科学基金(60802033, 60873190);中央高校基本科研业务费专项资金(2009RC0308, G470209);国家科技重大专项(2010ZX03005-001-03, 2010ZX03007-003-04)

作者简介:
张健(1983-)，男，博士生，主要从事宽带无线移动通信方面的研究

收稿日期: 2009-11-08
修回日期: 2011-05-03
刊出日期: 2011-10-15

中图分类号: TN911

关键词:

摘要: 提出了一种低复杂度的多用户多输入多输出(MIMO)下行链路块对角化预编码算法，证明了该算法能够实现与传统块对角化算法完全相同的系统总容量。算法基于迫零方法进行改造，通过对迫零向量实施格拉姆-施密特正交，可以快速实现等效下行链路的全局块对角化，从而获得最终的预编码矩阵。由于算法避免了传统块对角化算法求解零空间所进行的矩阵奇异值分解运算，其计算复杂度相比传统方法有显著下降，下降幅度接近50%。

English Abstract

张健, 刘元安, 谢刚, 毛峻岭, 刘芳. 低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法[J]. 电子科技大学学报, 2011, 40(5): 662-666. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

引用本文:

张健, 刘元安, 谢刚, 毛峻岭, 刘芳. 低复杂度的多用户MIMO下行链路块对角化算法[J]. 电子科技大学学报, 2011, 40(5): 662-666. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

ZHANG Jian, LIU Yuan-an, XIE Gang, MAO Jun-ling, LIU Fang. Low Complexity Block Diagonalization Algorithm for Multiuser MIMO Downlink Systems[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(5): 662-666. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

Citation:

ZHANG Jian, LIU Yuan-an, XIE Gang, MAO Jun-ling, LIU Fang. Low Complexity Block Diagonalization Algorithm for Multiuser MIMO Downlink Systems[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2011, 40(5): 662-666. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.05.005

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