基于正交空间调制的多天线中继MIMO系统性能研究

为了在传统空间调制的基础上进一步提高无线中继MIMO通信系统的传输可靠性,本文设计了基于正交空间调制的多天线中继MIMO通信系统的传输方案,并对所设计的中继MIMO系统采用放大转发和译码转发两种中继传输协议.在系统的每个传输时隙,源节点与中继节点、中继节点与目的节点间均采用正交空间调制技术.仿真实验在瑞利平坦衰落信道下,以4QAM调制方式为例,结合不同协议下信号估计值表达式进行.实验结果表明:在系统天线配置相同时,基于正交空间调制的多天线中继MIMO系统比传统空间调制的中继MIMO系统的误码性能有明显的提高.     

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.     

穿透地层的矿井地下无线通信系统设计方案探析

针对穿透地层无线通信的特点,采用终端短路单级天线及单边带调制和弱信号接收技术,提出一种可行的穿透地层矿井无线电通信系统的方案。     

大规模天线全双工双向中继系统的干扰分析

针对全双工中继的残留回路干扰(RLI)和大规模多输入多输出(Massive MIMO)的导频污染问题,研究了一个多对用户的全双工双向中继系统,其中用户均为单天线,中继对信号进行最大比合并/最大比发射波束赋形,信道估计阶段使用长度为τ的导频序列,且τ=K.理论分析得出,当中继的收发天线数均趋于无穷大时,全双工中继的RLI和导频污染同时趋于零,并且用户对之间干扰和噪声均被消除.仿真结果证实了上述理论分析,并且随着中继天线数的增大,系统的频谱效率和能量效率将逐渐提高.进一步仿真表明,当中继的收发天线数大于160时,全双工双向中继系统的频谱效率优于半双工双向中继系统,继而优于全双工单向中继系统,并且优势随着天线数的增大更为显著.因此,大规模天线的全双工双向中继相较传统的中继系统具有更好的通信效率.     

正交空间调制系统的性能分析

采用正交空间调制(QSM)方案系统模型,在分析其频谱效率后,详细地推导出平均误码率和发送空间向量符号之间最小欧式距离的关系,以及和接收天线数量的关系:在高信噪比情况下,接收天线数量一定时,平方欧式距离最小值越大,将获得更多发送分集增益,成对错误概率越小,则平均误码率越小;平方欧式距离最小值一定时,接收天线数量越大,将获得更多接收分集增益,成对错误概率越小,则平均误码率越小。并列出正交空间调制方案下不同频谱效率的平方最小欧式距离,与空间调制方案的最小欧式距离相比,相对增加了。在理想信道估计和最大似然检测条件下的MATLAB仿真,验证了在相同频谱效率时QSM方案的性能比SM方案的性能具有更大优势。     

移动衰落信道中的自适应OFDM调制

在宽带移动OFDM(正交频分复用)系统中,不同的子信道经受不同的信道衰落,具有不同的传输能力。若采用固定速率调制方案,信道容量和发送功率未能获得充分应用。自适应调制技术能充分利用信道容量和信号功率,满足不同传输速率和服务质量的要求。研究了一种适用于宽带移动OFDM系统的自适应算法。在平均发送功率不变条件下,算法根据子信道的衰落特性,自适应地分配子信道中数据比特,选择不同的信号星座和发送功率,使得系统的功率和频谱效率达到最佳。首先推导了在平均发送功率受限条件下,瑞利衰落信道中最大频谱效率;其次,分析了在给定误比特率(BER)条件下,采用连续功率、连续星座MQAM(多进制正交幅度调制信号)调制的最大功率频谱效率,在此基础上提出适用于实际系统的离散功率、离散星座MQAM调制算法;最后进一步优化系统的功率密度谱。计算机模拟表明:该算法能明显地提高移动OFDM系统的频谱效率。     

贝尔实验室垂直分层空时系统中的混合顺序检测算法

为了提高系统频谱效率，提出了一种新的混合顺序检测算法．该算法针对自适应调制的特点，在平均信噪比较低时采用逆序检测，经多次迭代干扰抵消后将无效信道变为有效信道，而在信噪比较高时采用正序检测，经多次迭代检测后将未饱和信道变为饱和信道．混合顺序检测算法在少量增加复杂度的同时，其频谱效率优于单纯的正序或逆序检测算法．仿真结果表明，在发射天线数与接收天线数均为4、目标误码率为10^-3的贝尔实验室垂直分层空时系统中，当信噪比为10dB时，混合检测的频谱效率比正序检测提高了8％，当信噪比为30dB时，其频谱效率比逆序检测提高了6％。     

基于链路自适应的机会协作系统性能分析

为了提高协作通信质量,提出基于自适应解码前向的机会中继协作方案,并通过建立一个统计概率模型来分析该方案下的系统性能.推导出瑞利衰落信道下的系统概率密度函数,以及基于自适应调制下的系统频谱效率、中断率和平均误码率的闭式解.蒙特卡洛仿真实验结果表明:自适应解码前向机会协作系统的性能要优于放大前向机会协作系统,其频谱效率高于放大前向机会协作系统30%左右.     

多载波码分多址的渐进频谱效率

多载波码分多址(MC-CDMA)由于其简单的频域均衡原理在近年来备受关注,但是其频谱效率一直尚未明朗.该文从信息论的角度分析了MC-CDMA在多天线通信系统中的应用,得到了当采用匹配滤波器(MF)检测子和线性最小均方误差(MMSE)检测子的渐进频谱效率的闭式表达,研究了可用于指导系统设计的频谱效率与发送天线数和接收天线数的关系.分析表明,MF检测子的峰值频谱效率与发送天线数无关,随接收天线数的增加而增大.线性MMSE检测子的峰值频谱效率与发送天线数有关,随发送天线数的增加而减小,随接收天线数的增加而增大.     

WFRFT MIMO卫星抗截获通信系统

针对卫星通信安全性不高、易被截获的问题,提出一种采用加权类分数阶傅里叶变换(WFRFT)与多入多出(MIMO)技术相结合的卫星抗截获通信系统。系统采用多层WFRFT调制信号,WFRFT的层数与发射天线数目相同,每层WFRFT采用不同的调制阶数。原始信号经WFRFT调制后具有时频域特性,能有效抵抗参数扫描,MIMO能有效提高频谱利用率及系统容量。经理论分析,采用WFRFT-MIMO通信系统可以高效地恢复原始信号,同时窃听方无法截获信号。以2发1收天线为例,分别从合法方与窃听方误码率(BER)性能对比、接收性能与WFRFT阶数偏差关系进行仿真,当窃听方调制阶数误差均为0.1,信噪比为20dB时,其误码率为10-3,与合法方相差4dB。并通过对不同收发天线组的性能仿真,信噪比为10dB时,3发4收天线的性能较2发1收天线提高了4.5dB。