多输入多输出系统发射天线选择对系统信道容量的影响

针对多输入多输出(MIMO)系统信道矩阵秩亏引起信道容量下降的问题,基于信道容量上限提出了一种发射天线选择方法.该方法利用信道矩阵与发射空间相关矩阵秩相同的特点,重新构建了蕴含模型物理参数的信道模型.在对空间相关矩阵QR分解的基础上,采用随机矩阵理论推导了迫零接收机信噪比的概率密度函数,从而得到了MIMO系统信道容量的上限.该方法不需要已知信道的瞬时状态信息,只取决于衰落的空间相关,计算的复杂度较低,易于实现.仿真结果表明:在低散射环境中,适当地选择发射天线可以使系统的信道容量增加约1 b/s;当接收信噪比大于6.5 dB时,发射端采用均匀圆阵系统的性能要优于采用均匀线阵系统的性能.     

LTE上行系统循环延迟分集接收方案的设计

在长期演进(LTE)系统上行链路中,基站因受限于发射天线数而无法获得较好的分集增益及系统性能.为此,文中提出了一种利用循环延迟叠加方法获得空间-多径满分集的接收方案.首先直接叠加不同接收天线上经过循环延迟的信号,然后做频域的最小均方误差线性均衡,最后进行逐个符号的检测.当不同接收天线选择合适的循环延迟时,文中方案能够以较低的解调复杂度获得系统的空间-多径满分集增益.仿真结果表明:相对于LTE系统上行链路中现有的接收端天线选择方案,文中方案不仅能够获得与天线选择相同的接收分集增益,而且能够获得比天线选择方案更高的编码增益,同时不增加系统的解调复杂度;在中断概率为10-3时,文中方案在瑞利信道下的系统性能提升2~4d B,在LTE扩展步行信道下的系统性能提升1.5 d B以上.     

一种低解码复杂度的全分集全码率空时编码

针对Beyond 3G MIMO系统下行链路中发射天线数大于接收天线数的特点,通过构造码字结构,根据编码增益的表达式,得到具有高编码增益的参数,提出了一种适合于4根发射天线、具有低解码复杂度的全分集全码率空时编码方法.该方法具有编码增益高、误码性能好和解码复杂度低等优点.仿真结果表明,与传统的空时编码方案,如酉空时码、空时分组编码和全分集全码率空时编码方法相比,新编码方法具有很好的误码性能,同时具有很低的解码复杂度.     

联合空时编码及信道状态信息的多输入多输出分集性能

为提高无线多输入多输出(MIMO)系统的分集性能,介绍一种四天线发送的扩展正交空时分组码(EO-STBC),并根据该分组码特点提出一种基于双比特反馈的分集增益自适应控制方法.该方法利用信道状态信息(CSI),采用天线选择接收,可实现全速率和发送信号的全分集.仿真结果表明,采用扩展正交空时分组码的反馈系统不仅在性能上优于传统的反馈控制系统,而且采用天线选择时,增益提高了5.8 dB.     

基于TD-SCDMA系统的空时扩谱技术

提出应用于TD＿SCDMA系统的下行链路中的空时扩谱方法.用有限的空时码进行扩谱,并利用较少的发射天线和接收天线进行信号的发射与接收,从而在TD＿SCDMA移动接收端获得最大的扩谱增益.结合TD＿SCDMA的下行链路,分析了在平坦衰落和多径条件下采用空时扩谱的TD＿SCDMA系统的性能.这种结构使下行链路两端的硬件复杂度大大降低,进而解决了现有分集技术不适用于移动终端的问题.同时,仿真结果表明应用于TD＿SCDMA系统的空时扩谱技术能够改善下行链路的性能.     

用于分布式天线的选择分集2D-RAKE接收机

针对分布式天线系统,提出了一种新的空时二维-RAKE(2D-RAKE)接收机方案,使用M个L-分支选择合并器(SC),每个SC的输出送入一个有LR个抽头的RAKE接收机。作者分析了在频率选择性Nakagami衰落信道中,该接收机的误比特率特性,讨论了不同衰落参数下不同L,M和LR组合对系统性能的影响。数值分析表明:与常规2D-RAKE接收机相比,该机不仅可以利用多个天线的空间分集合并改善系统的性能,而且明显降低了系统复杂度,因此可以在分布式天线系统中利用2D-RAKE接收机改善系统性能。     

阵列天线多载波CDMA系统性能比较

将阵列天线应用于多载波CDMA系统可以显著改善系统的性能,讨论了3种阵列天线多载波CDMA系统发射、接收信号和信道模型,给出了系统的误码率公式.分析了3种阵列天线多载波CDMA系统在频谱效率相同时的系统参数.在频谱效率相同的条件下,通过数值结果比较了3种阵列天线多载波CDMA系统的误码率性能.结果表明,阵列天线MC-CDMA系统由于受空域和频域分集的联合影响,系统的误码率性能最好;阵列天线MT-CDMA系统可获得空域和时域分集增益,系统性能次之;阵列天线MC-DS-CDMA系统只有空域分集增益,系统性能相对最差.     

一种基于MIMO-OFDM技术四发射天线多接收系统的设计

MIMO-OFDM技术不仅能够实现很高的传输速率而且通过分集实现很好的可靠性.设计了基于MIMO-OFDM技术四发多收天线的系统,针对随着收发天线数量增多接收机编码和译码算法复杂度随之提高的问题,选择适合多天线技术且具有低复杂度的正交空时分组码技术,接收端采用最大似然译码,调制采用多进制相移键控。通过仿真验证了该方案设计正确,证明了系统具有良好的差错性能和较高的频谱利用率。     

基于MATLAB的MIMO通信系统教学平台的设计与实现

多输入输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统利用发射端的多个天线独立发送信号,在接收端利用多个天线接收并检测信息。针对MIMO通信系统中空时编码和检测技术理论性强且抽象的特点,设计了一个基于Matlab的MIMO系统教学演示平台。在该平台上可以演示采用不同信道编码、不同调制方式以及不同的检测算法下MIMO系统的信道容量以及误码率性能,通过性能演示学生可以直观地了解编码、调制以及检测模块对系统性能的影响。学生还可以通过该演示平台选择不同的发送天线和接收天线数目,实时演示收发天线数目对MIMO系统性能的影响。教学实践表明,通过该平台的实时演示可以加强学生对通信原理课程的理解,调动学生编程实现MIMO系统模块的积极性,为进一步学习现代通信的关键技术奠定了基础。     

空时分组码多载波CDMA的系统性能分析

多载波CDMA(MC-CDMA)是一种把正交频分复用(OFDM)和CDMA结合起来的新一代移动通信系统。把时间和空间分集应用到MC-CDMA中,可以增加抗干扰能力,增加系统容量,并且易于解码和检测。提出了一种空时分组码MC-CDMA系统,使用两个发射天线和多个接收天线进行分集,在对此系统模型作详细阐述的基础上对其进行性能分析,利用其扩频码的自身特性消除了符号间的干扰,得出系统理论误码率,通过仿真对其与传统MC-CDMA方案作了比较,仿真结果说明了该系统的优越性。     

STS在多用户MC DS-CDMA系统中的研究

介绍了空时扩展（STS）发送分集的MCDS—CDMA（Multicarrier Direct Sequence-code Division Multiple Access）系统的整个发送接收过程,并建立了该过程的离散模型。同时将其与MCDS-CDMA系统的最大比合并（MRC）接收分集相比较。通过仿真比较了单发单收、MRC接收分集与STS发送分集的MCDS-CDMA系统的误码率（BER）性能。仿真结果表明,采用最大比合并接收分集的MCDS-CDMA系统的性能最好,采用STS发送分集的MCDS-CDMA系统性能次之,且随着多址干扰（MAI）的增加,两者的性能差距随之减小。发送分集的优势在于把接收端的复杂度移到发送端的同时提高了系统的性能。     

MIMO系统发射端天线选择对性能的影响

基于发射端天线选择对MIMO系统性能的影响进行研究.首先建立信道模型,然后对采用ZF接收机的情况下误码率性能进行分析,并讨论了天线选择标准.仿真结果表明,不进行天线选择,获得误码率为10-2所需要的信噪比至少为22.5 dB;进行天线选择,获得误码率为10-2所需要的信噪比为18 dB,证明天线选择能改善系统性能.     

基于信道衰落相关矩阵的自适应多天线技术

为了在满足目标频谱效率和目标误码率前提下减小多天线系统的发送功率,针对采用线性接收机的无编码空间复用系统,提出了一种发送天线选择及速率(调制方式)分配、功率分配准则。该准则利用了信道衰落的空间相关矩阵,以各子码流的误码率为约束条件,对发送功率进行优化。仿真结果表明:该准则相比于目前已有的天线集合及调制方式选择准则有2 dB的信噪比增益。给出了逼近该准则性能的简化算法,该算法在很大范围内能达到穷举搜索的性能。     

基于空时分组编码的OFDM系统频率分集方案

增加发送或接收天线的个数可以提高无线通信系统分集增益和性能,但通过增加天线个数往往会大大增加系统的尺寸和成本,尤其是对于接收端显然是不现实的.针对空时分组编码正交频分复用(STBCOFDM:Space-Time Block Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统提出频率分集方案,在相同符号错误率(SER:Symbol Error Rate)条件下,利用频率分集无须增加发送天线的个数.分析了该方案成对错误概率(PEP:Pairwise Error Probability)的上限值,给出了系统的编码增益和分集增益.结果表明,该方案可同时获得频率分集和空间分集增益.仿真实验证实了该方案在10-3符号错误概率条件下,与2发1收的STBC-OFDM系统相比,信噪比增益提高3 dB,与4发1收的STBC-OFDM系统具有几乎相同的误码性能.     

多用户大规模 MIMO 系统中能效的研究

针对多用户下行大规模多输入多输出（multiple input multiple output ,MIMO）无线通信系统,提出一种基于能效的联合优化方案。该方案在采用同时考虑发射功耗和电路功耗的功耗模型以及迫零（zero forcing ,ZF）预编码的情况下,推导出天线数、天线子集以及发射功率与系统能效之间的关系式,从而建立联合优化天线数,天线子集和发射功率的能效优化模型,并提出一种新的迭代搜索算法来求解此模型。该迭代算法首先对天线数进行遍历,当天线数确定后,采用基于信道矩阵范数的天线选择算法进行天线子集的选取,随后利用凸优化理论来调整发射功率,不仅提高了系统能效而且降低了算法复杂度。仿真结果表明,与使用全部天线和只考虑天线数的方案相比,所提联合优化方案的能效有明显的提高。     

不完全信道状态信息条件下Turbo-BLAST系统中注水天线选择和功率分配算法

该文针对信道估计有误差情况,在不完全信道状态信息条件下提出了一种适用于Tur-bo-BLAST系统的天线选择和功率分配算法,发送端在总功率约束条件下,依据信道状态信息进行发送天线选择,并对选择的天线进行注水功率分配,以获得最大化信道容量.在接收端,采用Turbo原理对接收信号进行迭代检测,以改善系统的误比特率性能.仿真结果表明,采用所提算法不仅可以显著提高系统的信道容量,误比特率性能也有所改善.     

多径衰落信道中分组空时编码OFDM传输方案

提出了一种分组空时编码OFDM传输方案。发射端对发射天线进行分组,对于每个分组进行独立的空时编码,而利用不同用户的子载波选择矩阵相互正交进行分组干扰抑制,接收端对每一分组的空时码进行空时分组码的传统解码。在发射天线数较大时,该方案不但可以获得高于传统空时编码的频谱利用率和码速率,而且相对于其他文献中的分组干扰抑制方法,该方案只需用一个接收天线,降低了系统接收机设计的复杂度。仿真结果验证了这一方案的有效性。     

发送天线选择对MIMO系统性能的影响

提出一种在接收端结合最大比合并的发送天线选择新算法。该算法中，发送端从N个可用天线中选择信道增益最佳的L个天线，而接收端不进行天线选择并进行最大比合并。并对该算法在准静态瑞利衰落信道的成对差错性能进行了深入地分析。理论分析和仿真试验证明了尽管发送端天线选择对MIMO系统的分级阶数会造成一定程度的损伤，但同不进行天线选择(L；M)相比，应用该算法仍能获得较大的分级增益，明显提高了相同频谱效率和相同分集阶数条件下空时码的性能。     

一种应用小数编码GA算法的MIMO天线选择方法

针对多输入多输出（MIMO）技术传统遗传算法（GA）的天线选择在进行遗传运算操作时,会遇到二进制染色体编码与选择天线数不匹配的问题,提出了一种用小数编码的GA遗传算法用于MIMO天线选择,所提方法可以有效解决传统GA在遗传操作上的问题,并具有较低的复杂度。