基于干扰保护的同信道干扰下VHT WLANs性能

首先针对同信道干扰下超高吞吐量无线局域网的场景,分析了热点覆盖位置服从泊松分布,多用户预编码采用线性预编码时用户端的性能,得到了用户端的信干比概率密度函数表达式,并在此基础上推导出用户端的误码率以及热点与用户之间的容量表达式.结果表明,由于聚合干扰的存在用户的性能随着热点天线数的增加而降低.然后针对同信道干扰下超高吞吐量无线局域网载波侦听机制的缺陷,提出了基于干扰保护的站点接入机制,即当信干比在小于干扰保护门限时站点参与信道使用权的竞争和数据的发送,使得超高吞吐量无线局域网在同信道干扰下能最大化系统吞吐量,最后通过仿真验证了分析的正确性和所提方案的有效性.     

莱斯信道下跨层系统的频谱效率分析

为提高无线通信网络在传输中的频谱利用率,提出一种莱斯信道下的跨层系统.该系统联合了物理层的自适应调制技术与数据链路层的自动重传技术.利用从接收端反馈回的信道状态信息和自动重传请求,发射端自适应调节调制模式,自动重传发射数据.推导了莱斯信道下,跨层系统的频谱效率和中断概率的封闭表达式,以及固定调制模式系统的频谱效率的表达式,并利用推导的表达式进行仿真.结果表明,对比仅有自适应调制的系统,跨层系统的频谱增益大约是1.5 dB;而与仅有自动重传的系统相比,其频谱增益最大达到3 dB.     

基于非理想信道状态信息的鲁棒矢量预编码设计

在多用户多输入多输出（MIMO）系统中,提出一种适用于非理想信道的鲁棒矢量预编码设计方法.使用非理想信道模型,发射端仅获得部分信道状态信息,即已知信道估计值及信道误差值的一阶和二阶统计量,利用已知的信道条件并最小化收发信号的均方误差,推导出鲁棒的矢量预编码矩阵和扰动矢量.仿真表明,该鲁棒预编码方法比传统方法具有更好的性能.     

基于线性神经网络的物理层安全波束赋形方案

对物理层安全传输中的安全波束赋形技术进行研究,提出一种新的波束赋形方案。在多输入单输出系统中,将信道估计、信道状态信息反馈、波束赋形设计3个过程合并为一个利用线性神经网络的反向训练过程。利用信道的互易性,由单天线合法接收端发送训练序列,通过神经网络训练得到多天线的发送方保密信号和人工噪声波束赋形的权值。对误比特率和保密容量进行仿真,表明该权值训练方法可行且有效,方案的安全性能非常接近理想信道状态信息条件下的常规安全方案的性能。相比较常规方案,所提方案复杂度显著降低。     

非完美CSI下大规模MIMO DF中继多用户对全双工通信系统性能研究

通过解码转发（DF）协议中继,研究了在非完美信道状态信息（CSI）下,多用户对双向全双工通信系统的性能.通过配备大量天线,可以大大增加通信系统的频谱效率（SE）.对到达中继端的信号采用迫零（ZF）线性接收处理并预编码,推导了SE的近似表达式,提出了与天线数量相关的功率缩放定律,讨论了在导频功率固定和变化条件下缩放因子的取值.所提的功率缩放定律可以在保持稳定的频谱效率的同时,将发射功率降低.研究了在非完美信道状态信息下,经过解码转发协议中继的多用户对双向全双工通信系统的性能.     

基于802.16d的OFDM导频信道估计

以基于导频的信道估计展开研究.首先总结一般无线信道的多径时变统计特性,给出SUI-3信道模型的仿真实现.在此基础上,研究现有的块状导频插入方式下信道估计算法的原理和性能.基于Alamouti空时编码方案,构建1种具有2个发射天线和1个接收天线的时-频空时编码的正交频分复用(OFDM)系统,提出适用于虚载波系统的基于DFT变换的信道估计算法.该方法利用DFT迭代算法来重构虚载波的频域信道状态信息,通过时域滤波方法来抑制噪声.仿真结果表明:该算法实现了良好的信道估计性能,有效可行.     

多天线系统特征波束成形技术中的功率分配算法

介绍了基于特征波束成形的多天线传输技术.针对特征波束成形技术与两种典型的多天线技术(空时编码和分层空时)相结合的系统,从提高系统传输性能出发,分别推导了在独立同分布衰落信道中,发射端已知信道相关矩阵信息的情况下,特征波束成形的功率分配算法.仿真和分析结果表明,在发射端已知信道信息有限的情况下,作者提出的方法能显著改善多天线传输系统的性能,并且在发射天线间存在相关性时,仍能改善系统的性能.     

Nakagami-m信道下双向中继选择的中断概率分析

在并行多双向中继通信系统中,提出了一种低复杂度的中断概率最优的中继选择策略,各个中继只需利用本地信道状态信息(CSI)进行分布式的选择.在Nakagami-m信道下分析了所提策略的中断概率性能,推导了系统中断概率的闭合表达式.仿真结果显示,该中继选择策略的中断概率性能在2种信道情况下均优于其他中继选择算法,且随着中继数的增加,所提策略可充分利用多中继分集提升系统中断概率性能.     

基于部分信道状态信息的Tomlinson-Harashima预编码设计

TH预编码(Tomlinson-Harashima precoding,THP)的性能受到信道状态信息(channel state information,CSI)的影响.对于实际的多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)时变信道,收端的信道估计误差和反馈信息的传输时延,使得收、发端只能得到部分信道状态信息(imperfect CSI).在收、发端空间相关的条件下,利用迫零(zero-forcing,ZF)THP准则,并结合贝叶斯(Bayes)估计理论,提出了一种THP设计方法.仿真结果表明,该方法能有效地改善空间相关、信道估计误差、反馈时延以及信道时变带来的不利影响,具有更好的误码率(bit error rate,BER)性能.     

多输入多输出单载波频分多址系统的鲁棒波束赋形算法

针对多输入多输出(MIMO)单载波频分多址(SC-FDMA)系统中现有波束赋形算法在非理想信道状态信息下性能下降以及对信道信息误差敏感的问题,提出了一种鲁棒波束赋形算法。该算法利用谱范数对信道状态信息误差进行建模,并基于均方误差和准则将波束赋形优化问题建模为一个极小极大化问题,然后利用优超理论以及奇异值不等式理论证明该优化问题的鞍点特性并得出最优的波束赋形结构,最后利用凸优化得到最优的功率分配算法。仿真结果表明:与非鲁棒波束赋形和等功率分配算法相比,该鲁棒波束赋形算法在误码率以及频谱效率方面都能获得更好的性能,信道状态信息误差增大时,该鲁棒波束赋形算法与非鲁棒波束赋形算法相比在高信噪比时误码率性能约有1dB增益,频谱效率约提升6%。     

一种水平和垂直联合优化的3D波束成形算法

与传统的无源天线阵列相比,基站端采用有源天线阵列,能够实现更加灵活和智能的波束成形,充分地利用三维空间信道特性,进而提高系统性能.本文研究了单小区多用户多输入多输出(MU-MIMO)下行广播信道场景中,基于面阵有源天线阵列的基站预编码3D波束成形设计问题.首先,将3D波束成形问题建模为对水平预编码和垂直预编码的联合设计问题,并引入一种最小化基站发射功率的最优化模型.然后,将原问题分解为关于水平预编码和垂直预编码的优化子问题,并通过半定松弛和交替优化迭代方法求解.仿真结果表明本文提出的算法能够很快收敛,并且能够获得明显优于对比方案的系统和速率性能.     

联合信道状态编码的基函数生成算法

针对远距离情况下基函数频谱失配导致的TDCS性能下降的问题,提出一种联合信道状态编码的远距离TDCS基函数生成算法。该算法通过对远距离收发两端的信道状态进行四进制合成编码,将联合信道划分为4种状态,根据频谱失配程度选择信道状态好的频点进行数据传输,并在解调前对接收信号进行滤波。理论分析表明,在相同情况下,使用联合信道状态编码机制的频谱利用率高于频谱交换机制的频谱利用率,从而有效避免收发两端放弃通信,更加接近TDCS的实际应用。仿真结果表明:该算法的抗干扰性能优于频谱交换机制,能够有效提高系统的频谱利用率,降低频谱失配对抗干扰性能的影响,扩展TDCS的应用范围。     

全维度多天线下SWIPT系统的安全速率分析

针对在多用户下行链路传输网络中,现有研究均是在二维信道中分析SWIPT系统的安全速率,忽略了垂直维度对物理层安全的影响这一问题,在全维度大规模平面天线阵列场景下,假设统计信道状态信息存在多个窃听用户,利用使每个用户遍历传输速率最大化而获取的最优3D波束成型方案,推导出收集能量约束条件下的系统安全传输速率.采用拉格朗日松弛优化算法联合优化发射功率和功率分流比,得到最大化系统安全速率的最优解.仿真结果表明:采用3D波束成型传输方案能够提高系统的安全性,对实际系统具有指导意义.     

大规模MIMO-NOMA双向中继认知系统物理层安全研究

针对基于中继辅助传输的认知无线电-非正交多址(CR-NOMA)系统中，频谱利用率低及安全性较差的缺点，提出将大规模多输入多输出(MIMO)技术应用到基于双向中继的CR-NOMA网络中，使两组认知非正交多址(NOMA)用户在双向中继的协助下交换信息.在不完全信道状态信息的约束下，推导出受发射功率、信道估计误差和天线数量影响的安全中断概率的闭合表达式.仿真结果表明，随着中继天线数量的增加，安全中断概率收敛到特定数值，同时可得到复杂度较低且安全性能最优天线数量.     

基于部分信道状态信息的双向中继系统性能分析

在两信源均配置多天线的双向放大转发中继通信系统中,两个信源分别采用存在反馈延迟的部分信道状态信息(CSI)设计发射波束形成向量,分析了反馈延迟对系统性能产生的影响,在瑞利衰落信道下推导了系统中断概率和平均误符号率的解析表达式.仿真结果表明,天线数的增加会改善系统性能,但反馈延迟的增大会使系统性能恶化,且无反馈延迟时系统分集阶数大于存在反馈延迟时的分集阶数.数值仿真结果与解析曲线吻合验证了分析结论的正确性.     

基于信道状态信息反馈的特征波束形成算法

在多输入多输出通信系统中,为了有效地降低系统的误符号率,提出了一种特征波束形成算法。在假设接收端能准确地完成信道估计,并能及时将信道的互相关矩阵反馈到发射端的基础上,研究了接收和发射均采用多天线的特征波束形成算法,对其性能进行了详细的分析和推导,并在此基础上研究了波束形成与空时块码的结合以提高系统的频谱利用率。计算机仿真结果表明,在接收端采用多根天线相对于单根天线能明显降低系统的误符号率。特征波束形成算法通过同时提供波束形成增益和分集增益位置,有效地提高了系统性能。     

双向中继通信系统中的信道信息反馈和用户选择性能分析

在多用户放大转发双向中继通信网络中,文章分别基于两种信道状态信息(CSI)反馈模式:无CSI反馈和存在基站-中继链路CSI反馈,推导了中断概率闭合表达式,并提出一种最优用户选择方法使平均和速率最大化.仿真结果显示,CSI的反馈有助于系统性能的提高,所提的用户选择方法能显著提升系统和速率.     

多径衰落分群子载波MIMO-OFDM系统的性能

在分群空时频MIMO-OFDM系统中使用群化分组各子载波策略,将信道估计的导频序列离散于各独立子群中,由空频两域扩展到空时频域,降低系统编解码以及导频序列设计的复杂度,并推导非精确信道信息下分群空时频MIMO-OFDM系统的成对错误概率上界的闭合表达式.理论分析和计算仿真表明,在衰落信道下等间隔的子载波分群策略,可通过减少运算矩阵的规模降低算法复杂度,且具良好的性能.     

一种基于预编码的MIMO-FDE系统盲信道估计算法

输入多输出(MIMO)技术是LTE/LTE-A系统一个至关重要的技术,它可以在不增加带宽和发送功率前提下,显著地提升信道容量和提高频谱利用率.同时,以正交频分复用(OFDM)技术为代表的频域均衡技术(FDE),可以有效地抵抗频率选择性衰落的影响并且降低接收机设计的复杂度.利用一种线性非冗余块预编码技术,提出了一种在MIMO-FDE系统中盲信道估计算法.该算法在现有子空间分解法基础上,加入预编码理论,有效降低了系统的误码率.仿真结果表明该算法能够准确的估计出信道的状态信息,有利于在MIMO-FDE系统中的实现.     

多径CD3S信号的混合卡尔曼滤波解调

提出了一种基于混合卡尔曼滤波的CD3S信号解调算法,在多径衰落信道下,采用状态估计的方法解调混沌直接序列扩频(CD3S)信号.根据混沌系统映射方程建立了混沌码同步问题的状态空间模型,并利用无损卡尔曼滤波器实现了混沌码同步;根据信道参数与信息码相对于混沌码的慢变特性,建立了信道参数估计与信息码估计问题的状态空间模型,并利用两个卡尔曼滤波器分别估计信道参数与信息码.三个滤波器均把彼此的估计结果作为系统参数,交替工作,通过联合估计实现信息码解调.仿真结果表明:无论多径信道是时不变的还是时变的,算法均可以提高混沌码同步精度,降低CD3S通信系统误码率.