序列扩频UWB通信系统的Rake接收性能分析

基于一个能较好描述超宽带(UWB)信号传播特性的S-V室内多径传播统计信道模型,对高速序列扩频的UWB系统Rake接收机设计中的若干关键问题进行了详细仿真和分析.结果表明,在该信道下,选择合并Rake(S-Rake)接收机或有限合并Rake(L-Rake)接收机的性能显著优于部分合并Rake(P-Rake)接收机.通过5～10个Rake接收支路的等增益合并(EGC)能够较好地克服符号间干扰(ISI)和码间干扰(ICI),而不需要使用复杂的均衡器.     

改进的LMS-Rake接收机的性能

为了提高传统Rake接收机在无线通信系统中的性能,消除信号间的干扰和噪声,采用一种改进的基于最小均方误差(LMS)算法的Rake接收机,该结构针对传统的MRC-Rake接收机需通过增加分支数来提高性能,而MMSE-Rake接收机需要进行矩阵的逆运算的不足,利用LMS算法进行权值计算并对步长进行了改进.经过理论分析和仿真结果表明,LMS-Rake接收机较传统的MRC-Rake接收机的性能有较大的提高,并且结构简单、运算复杂度低、易于实现.     

超宽带系统中盲自适应降秩接收机

针对超宽带系统中的多址干扰和码间干扰问题,提出了一种低复杂度的盲自适应接收机,该接收机首先采用多级维纳滤波算法抑制多址干扰并提取期望信号各多径分量;再进一步采用紧缩近似投影子空间跟踪方法估计信道并进行最大比合并,提高输出信干噪比。仿真结果表明,其误码性能优于匹配滤波器、传统Rake接收机、解相关Rake接收机和基于恒模算法的自适应接收机,且收敛速度较快、复杂度较低。     

OFDM系统下基于MBER准则的自适应波束形成器

宽带无线通信系统采用正交频分复用(OFDM)调制和智能天线技术来克服限制系统容量的符号间干扰(ISI)和同信道干扰(CCI).在OFDM调制技术下,针对数字通信系统传输中最主要的性能参数之一误比特率(BER),研究了基于最小误比特率(MBER)准则的自适应波束形成器.与现有的基于最小均方误差(MMSE)准则的波束形成器相比,MBER自适应波束形成器直接最小化OFDM系统的BER,保证了信号传输的有效性,提高了系统性能.仿真实验表明,基于MBER准则的自适应波束形成器比基于MMSE准则的波束形成器能更好地接收期望用户的信号,系统的BER更低.     

一种新的重叠双正交变换域窄带干扰抑制技术

提出一种新的具有优化窗函数的调制重叠双正交变换(MLBT)用于非正交型多音干扰抑制，推导出基于MLBT干扰抑制算法的接收机误码率(BER)闭合表达式，并与基于调制重叠变换(MLT)的干扰抑制算法进行了比较．仿真结果表明，重叠双正交变换域干扰抑制技术可改善系统性能，是一种稳健的处理技术．     

CPPM-UWB系统Rake接收机性能分析

针对传统CPPM-UWB系统中混沌序列可能丧失混沌特性的弊端,设计一种改进的混沌脉冲位置调制信号结构.基于无码间干扰的超宽带系统,分析了改进的混沌脉冲位置调制信号在IEEE UWB室内多径信道模型下的接收机性能,在室内多径环境下对不同Rake接收机的误码率进行了仿真.计算机仿真表明,比特的脉冲数量、接收机与发射机的距离、脉冲的重复周期的选取对系统的性能影响较大.在室内多径环境中,CM1信道下的Rake接收机性能最好,理想Rake接收机性能最优,但其系统也最复杂.SRake接收机的性能优于PRake接收机,但SRake接收机的复杂性高于PRake接收机.SRake和PRake接收机的性能随着叉指数目(即接收机分辨出的多径分量数目)的增加有明显改善.     

基于神经网络合并技术的Rake接收机性能仿真

传统Rake接收机的线性合并技术不能适应无线信道的非线性特性.针对这一问题,开展了基于神经网络合并技术(NN)的研究.采用多层感知机神经网络模型,通过仿真实验确定了模型结构.在不同的仿真环境下,分别对采用等增益合并技术、最大比合并技术和神经网络合并技术的Rake接收机进行了性能仿真.结果表明:在理想信道下,基于NN技术的Rake接收机性能略好于传统的Rake接收机,性能改善不明显;在复杂信道环境下,基于NN技术的Rake接收机性能好于传统的Rake接收机.     

CDMA系统时间切换空-时多用户检测

提出用于CDMA系统上行信道的利用时间转换技术的空—时多用户检测算法,并给出了具有阵列天线的CDMA系统的设计和分析.基于DCMA编码和它们的空间信息,提供了结合阵列形式的WLS多用户检测算法,推导出干扰加噪声率(SINR)和误码率(BER)的计算公式.仿真结果表明,WLS多用户检测器是有效的.有阵列天线的CDMA系统比目前CDMA系统有更高的系统容量和更好的性能.     

一种提高宽带码分多址接入系统小区容量的有效方案

为了解决小区容量提升这一宽带码分多址接入(WCDMA)系统商业运营与网络规划中的关键问题,在研究信道多址干扰抑制的基础上,提出了一种提高小区容量的新思路,即在抑制下行公共导频信道多址干扰的同时抑制主公共控制物理信道多址干扰,并给出了基于这种思路的新型Rake接收机的实现方案.仿真结果表明:该新型接收机相对于传统Rake接收机具有更好的误比特率和小区扩容等性能.     

多用户多输入多输出系统下行链路的线性预编码和功率分配

针对下行链路多用户多输入多输出(MIMO)系统,提出了一种简单的联合预编码和动态功率分配的方法.该方法把复杂的联合线性预编码设计和功率分配的优化问题分解成两步实现,简化了问题的求解.首先求解线性预编码,然后在此基础上,通过优化不同用户的功率分配,使各用户的信干噪比(SINR)相同且最大化,改善了的系统的误码率(BER)性能.仿真表明,所提出的方法与现有的方法相比,可以获得较大的信噪比(SNR)增益.     

IRS辅助认知无线携能通信网络的发射功率最小化算法

智能反射平面（IRS）和认知无线携能通信技术被视为是提高能量效率和频谱利用率的潜在关键技术。文中研究了基于非线性能量采集模型的IRS辅助认知无线携能通信网络,其中次用户发射机同时给多个次用户接收机发送信息和能量,每个次用户接收机采用功率分割方式实现信息解码与能量采集,目的是通过联合优化次用户发射机的波束成形矢量、次用户接收机的功率分割系数以及IRS相移使次用户发射机的发射功率最小化。为了保证次用户发射机的信息与能量传输效率并限制次用户发射机对主用户接收机的同频干扰,考虑次用户接收机具有最小信干噪比约束、最小能量采集约束与功率分割系数约束,次用户发射机对主用户接收机有最大干扰功率值约束,以及IRS具有反射相移约束。所构建的问题属于非凸的二次约束二次规划问题,并且优化变量之间高度耦合,难以求解。文中提出一种基于半正定松弛法和连续秩一约束松弛法的交替优化算法进行高效求解。为了降低复杂度,进一步提出一种基于IRS分组的低复杂度优化算法。仿真结果表明,与几种基准算法相比,所提算法能够有效降低次用户发射机的发射功率。     

TR-UWB系统性能分析与仿真

分析比较了3种基于自相关接收原理的超宽带发送参考(TR)冲击无线电系统,即简单TR(STR)系统、平均TR(ATR)系统和差分TR(DTR)系统在多径信道中的误码率(BER)性能、实现复杂度和传输速率,并时这3种系统的性能在CMI和CM2信道中进行了计算机仿真.分析和仿真结果表明,ATR和DTR的性能恒优于STR,但ATR和DTR的性能的优劣则取决于具体的参数取值,在一定的参数条件和复杂度约束下,DTR系统是一种在性能、复杂度和传榆速率方面都能兼顾的比较折中的传输方案.     

脉冲UWB系统对UMTS系统的干扰分析

研究了多个UWB(超宽带)设备对其他窄带接收机所产生的累积干扰.分析了干扰分布场景,从接收机抗干扰特性的角度,基于接收机灵敏度这一衡量接收机性能的重要指标,结合"干扰温度"模型,针对UWB设备时UMTS(通用移动通信系统)系统的干扰,采用符合相关系统规范要求的参数进行了仿真.仿真结果表明,FCC(美国联邦通信委员会)频谱掩码不能够满足多个UWB设备与UMTS系统的共存要求,同时UWB设备的分布以及频谱掩码对于累积干扰有很大影响.     

MISO超宽带系统的性能分析

为降低接收机的复杂度,减少多径衰落的影响,建立了MISO(Multiple-Input Single-Output)超宽带系统模型.该系统模型采用多天线发射,以最大比合并方式分配发射功率,并对每个天线发射的信号进行预处理,在接收端采用单一天线接收的MISO-UWB(Multiple-Input Single-Outputt-Ultra Wideband),给出了该系统性能分析.该接收方法不仅利用了Pre-Rake分集技术,而且利用了天线分集,在保持接收机复杂度较低的同时,有效地提高了接收机性能。仿真结果表明,该方法与传统的Rake接收机及采用单一发射天线的Pre-Rake系统相比,接收性能有明显改善。
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基于快速近似幂迭代子空间跟踪算法的自适应分集接收技术

为了获得性能高复杂度低的抗多径衰落接收机,该文将快速近似幂迭代(Fast approximated power iteration,FAPI)子空间跟踪算法应用到Rake接收机中,实现一种新型的自适应Rake接收机。采用Rake接收机来消除码分多址通信系统中多径衰落,利用FAPI算法实现对信道参数的精准估计,从而进一步改善了Rake接收机的误码率性能。同时,由于FAPI算法的低复杂度,该文所提出的新型Rake接收机也具有复杂度低的特点。实验仿真结果表明:FAPI Rake接收机是一种高性能低复杂度的抗多径接收机。     

基于LDPC码的联合半盲均衡与解码研究

在数字无线通信中,由于多径效应将导致信号在接收端产生严重的符号间干扰(inter-symbol interference,ISI),为克服ISI,在接收端一般通过均衡器来校正或补偿系统特性.传统的均衡器需使用大量的导频符号才能获得较好的均衡性能,提出的基于线性规划(linear programming,LP)的联合半盲均衡与译码算法,以较少的导频数目获得了较优异的性能,分析了该算法的不足,并提出一种优化算法.仿真结果表明,使用同样的导频数,该优化算法明显降低均衡器的复杂度,同时改善了系统性能.     

UWB多径信道下RAKE接收和均衡的作用分析

在超宽带(UWB)通信系统中存在码间干扰(ISI)的多径信道下,RAKE接收机和均衡的作用关系还没有定论.有观点认为UWB中RAKE接收具备信道均衡的特性,因而RAKE接收时不需要均衡器,其出发点是将RAKE接收机中ISI视为与当前符号不相关的高斯噪声,或认为RAKE接收能缩短信道时延扩展.本文针对这两种观点及其依据进行了探讨,通过对存在ISI的RAKE接收机的性能进行分析,并利用IEEE 802.15标准中的多径信道模型进行了RAKE接收与均衡的仿真对比试验.结果表明:RAKE并不能起到抑制ISI的作用,故而对多径信道环境ISI仍然需要均衡器来消除.     

基于MIMO系统的预编码技术研究

多入多出(MIMO)无线通信技术大大增加了无线通信系统的容量,改善了无线通信系统的性能。针对MIMO系统中各用户的接收信号间存在相互干扰,分析了一种线性预编码算法,并通过仿真结果表明,经过线性预编码的系统性能有很大提高。     

基于非线性Teager能量算子的TEO-PPM超宽带接收机

针对基于能量检测的脉冲位置调制超宽带接收机对环境中的窄带干扰敏感的缺点,提出一种基于非线性Teager能量算子(TEO)的TEO-PPM超宽带接收机结构.通过TEO的非线性处理,使窄带干扰信号搬移到低频段,从而可以通过一个模拟高通滤波器将其滤除.仿真结果表明,提出的TEO-PPM超宽带接收机可以有效抑制窄带干扰.相对于传统基于能量检测的PPM超宽带接收机,TEO-PPM接收机的性能提升明显且实现复杂度增加不多,可以较好地适用于低成本和低实现复杂度的应用环境.     

卷积编码TH-UWB通信系统对抗ISI的性能仿真及分析

针对UWB(超宽带)无线传感器网络中由多径效应引起的ISI(码间干扰)问题,在两个不同UWB信道环境下仿真了TH-PPM-UWB(跳时脉位调制超宽带)通信系统传输有无ISI及是否采用编码调制共8种情况下的误码性能,结果表明采用卷积编码的TH-PPM-UWB系统抵抗ISI的能力较无编码系统有较大的提高,并且ISI越严重,卷积编码调制越有效.