基于VMF分布模型的MIMO多天线系统性能研究

基于3维环境的空间统计信道,提出MIMO天线阵列下的VMF分布模型.研究MIMO多天线ULA,UYA和UCA在移动台和基站的拓扑结构,得到VMF(Von Mises Fisher)分布模型下ULA,UYA和UCA的空间衰落相关性(SFC)函数的表达式,比较不同天线阵列对平均仰角(MEOA)的灵敏度.研究表明,MIMO天线阵列的SFC由集中参数、平均方位角(MAOA)及平均仰角(MEOA)决定,该模型的信道性能结果与理论一致.     

三维空间域车载阵列及其多天线系统性能

针对城市狭窄弯道非视距车载(V2V)移动通信传播环境,提出了一种三维(3D)空间域大规模多输入多输出(M-MIMO)天线阵列模型,此模型用三维空间假设代替传统的二维(2D)平面阵列假设,将天线模型应用于弯道车载信道模型中,推导了波达信号到达角和发射角的概率密度函数闭合表达式;研究了3D空间阵列自相关特性和天线阵列参数及散射体分布对多天线系统性能的影响.仿真结果与一些经典模型数据及测量信道相符合,表明了该模型应用的可行性;可用于描述弯曲道路V2V通信场景的信道特征,为未来进一步分析和讨论MIMO多径信道或5G M-MIMO信道特征提供了良好的理论参考.     

基于统计信道模型的MIMO多天线系统性能研究

由于多径效应的存在,MIMO无线传输系统的性能很大程度上取决于衰落信号空间相关性.研究基于统计的传输信道模型,及在此模型下MIMO多天线系统的接收性能.在理想基站天线结构下,用户终端(UT)的波达信号方位功率谱(APS)模型可应用到Kronecker MIMO信道模型中.研究在Kronecker MIMO信道模型中方位功率谱对MIMO分集和多天线系统性能的影响.数值仿真结果表明:此统计信道模型下的参数估计符合理论和经验;提出的统计信道模型及分析法扩展了以前的MIMO信道模型建模,降低了计算和分析的复杂度.     

三维空间中近距离多天线信道的容量分析

针对多天线系统在近距离和远距离2种场景下信道矩阵的差异,基于球面波模型进行信道容量分析,并通过使用球面波模型（spherical wave model,SWM）,研究了三维空间中近距离多天线直线传播（line of sight,LOS）信道容量。相比现有基于信道测试和计算机仿真的研究方法,在三维空间中建模任意方向的线性天线阵列,给出球面波模型下的近距离LOS信道矩阵,在此基础上推导了近距离LOS信道容量的闭式解。通过信道容量的闭式解和计算机仿真分析了影响近距离LOS信道容量的参数,揭示了近距离LOS信道容量的本质特征。理论和分析结果表明,在三发三收近距离LOS信道中,信道容量是“类余弦”的函数,即具有类似余弦函数的周期振荡特性,其变化特征由波长、阵元间隔、收发通信距离和阵列方向完全决定,通过合理设计这些参数使近距离 LOS 信道容量达到最大。     

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.     

基于三维空间域统计信道模型的空时特性

为了研究信号在三维空间域信道模型中的空时统计特性,建立了一种三维统计信道模型,其散射椭圆半球体的中心在移动台(MS),适用于设置低MS天线、高基站(BS)天线且重要散射体分布在移动台附近的室外宏蜂窝通信环境中。假设模型的发射信号服从均匀分布,给出了到达角度(AOA)和到达时延(TOA)概率密度的分析算法,能够估计多径衰落信道的重要空时特性,在方位角和仰角平面同时描述波达信号分别在BS和MS处的分布特性。理论分析和数值仿真结果与三维散射模型结果对比表明,本模型的信道参数估计符合理论与经验结果,更加适应各种室外移动通信环境,拓展了三维统计信道模型的分析和研究。     

多天线辅助的空间调制系统性能研究

为了进一步提高空间调制系统的可靠性,本文提出了不需要额外增加反馈信道信息的多天线辅助空间调制通信系统,在系统输入信息均匀分布、瑞利衰落信道下推导了系统的互信息,进行了误码率的仿真实验.实验结果表明:在通信系统传输速率相同、每时隙收发天线数一致的情况下,当4BER 10-=时,多天线辅助的空间调制通信系统比传统的空间调制系统约有7.4 d B的增益.     

基于多联机空调系统的性能域研究

该文从在建筑物室内负荷分布不均匀的情景下,对多联机空调系统在不均匀负荷条件下的负荷变量进行分析,并进一步提出多联机空调系统在不均匀环境条件下的性能水平,会受到不均匀环境导致的负荷率和不均匀指数影响,呈现出为一定范围的性能域,并分析性能域存在的原因。     

多天线蜂窝系统中机会调度性能分析

基于Wyner蜂窝系统模型,研究了多天线蜂窝系统中机会调度的性能。利用极值理论框架,分析了存在邻小区干扰的情况下,各个小区独立使用机会调度所得到的信干噪比分布,推导出了平均容量的闭式解,分析了平均容量与每小区用户数之间的关系。理论分析和仿真结果均表明,各个小区被选择的用户收到的干扰信号与用户数无关;而机会调度所得到的多用户分集增益为lglgK,其中K为每小区的用户数。     

非对称空间统计信道模型及其MIMO多天线系统

针对在非均匀散射体分布以及非对称空间分布的移动通信环境,引入几何分割法导出基于散射体高斯分布的非对称空间统计信道模型.在指向性天线覆盖下的非对称宏小区和微小区以及街道和室内小区的移动通信环境下,模型能估计多径衰落信道的重要空时信道参数,如信号到达角度(AOA)、到达时间(TOA)概率分布密度函数以及到达信号的空-时相关性.另外,在非对称空间统计信道下设置了MIMO多天线线性阵列(ULA)和圆环阵列(UCA),研究了此衰落信道的信道容量.通过信号的AOA和TOA概率密度函数的数值结果与多径衰落信道圆模型(GBSBM)的数值结果对比,表明本模型的信道参数估计结果符合实际的移动通信环境.假设非均匀散射体分布为高斯分布时,本模型的数值结果阐明了分布参数对信道参数的影响,拓展了空间统计信道模型的研究和应用,对评估MIMO多天线阵列系统空时处理算法和仿真无线通信系统提供了有力的工具.     

天线相关性对多天线系统信道容量的影响

基于多天线系统的容量等效公式,从空间因素着手,计算多天线系统中天线数量、天线间距、角度扩展与信道容量之间的最优值,并通过数值模拟验证,分析3个空间因素产生的天线相关性对多天线系统信道容量的影响.结果显示,增加发射天线数或者接收天线数都能显著地增加系统的信道容量,其中增加接收天线数比增加发射天线数效果更好.但是在有限的空间一味增加天线数量又会减小天线间距,从而增加天线之间的相关性,进而降低信道容量.因此,在设计多天线工程时,可在一定天线间距和角度扩展情况下,尽可能地增加天线数量,以达到信道容量的最优值.     

多天线自适应OFDM系统

自适应OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统根据信道情况自适应地分配各个子载波发送的比特和功率,在频率选择性衰落信道条件下,它比传统的OFDM系统有更好的误比特性能。将自适应OFDM系统与MIMO(Multiple-input Multiple-output)技术相结合,并充分利用发送端知道信道信息的条件,提出了一种多天线自适应OFDM系统,仿真结果表明,该系统与没有采用自适应算法的多天线OFDM系统相比,误比特性能有了显著提高。     

适合宏小区基站多天线系统的衰落信道模型

建立无线信道传输模型有利于无线系统的设计和完善．根据基站处使用多天线系统的特点，分析并建立了矢量信道模型．通过分析衰落信道的特点，建立了用于仿真衰落信号幅度统计特性的模型，并利用GBSB—CM模型产生了适于基站处接收信号仿真的随机角度．信道的数值仿真结果证明了该信道模型的有效性．     

室内方向图可重构多天线系统的性能改善

为了提高笔记本终端无线网络的性能,考虑采用方向图可重构多输入多输出天线(MIMO).由于室内周围人的移动对网络传输性能的影响,提出了基于可重构天线辐射状态的选择算法.它的基本原理是,可重构天线的辐射状态对应着信道的传播状态,选择最佳辐射状态对应着选择最佳信道传输状态,也就是最大化信道矩阵的Frobenius范数.理论研...     

无线通信系统的多天线技术

本文就多天线技术在无线通信方面的应用进行阐述。主要说明这项技术在无线通信领域的发展情况，并对多人多出和智能天线两种多天线技术的主要不同点进行了对比，最后对其未来在无线通信领域的发展方向及需要解决的关键问题阐明了自己的看法。     

基于三维空间模型的毫米波异构蜂窝网络性能分析

针对城市环境下毫米波异构基站密集分布情况,采用三维空间模型分析毫米波异构蜂窝网络的性能.首先各层基站分布建模为三维泊松点过程,推导出三维空间下D球阻碍模型的路径损耗强度函数.然后采用最大偏置接收功率接入准则,假设收发端使用大规模天线阵列获得最大的波束成形增益,在Nakagami衰落信道下,推导出目标用户的覆盖概率表达式.最后通过蒙特卡罗仿真和二维空间模型的性能进行了对比,并分析了D球阻碍模型、基站偏置因子和天线增益等参数变化对覆盖概率的影响.实验结果表明,三维空间模型对毫米波异构蜂窝网络的性能分析更加精确.     

椭圆空间统计信道建模及其MIMO多天线系统性能

针对室内外移动通信环境,提出一个椭圆二维空间统计信道模型,该模型假设散射体均匀分布在椭圆内,移动台和基站分别位于椭圆的2个焦点处,并且在移动台分别设置了四单元的线性阵列(ULA)和圆环阵列(UCA)。在椭圆2D空间统计信道模型的基础上分析了多输入多输出系统(MIMO)的多天线系统性能,该模型不仅描述了波达信号在空间和时间上的统计分布特性,推导出了波达信号的到达角度(AOA)和到达时间(TOA)概率密度函数的解析表达式,同时也研究了MIMO多天线系统的空间衰落相关函数和信道容量。散射体均匀分布时,本模型的数值结果阐述了传输时延对信道参数的影响,与已经存在的空间统计信道模型比较,本模型适合室内外移动通信环境,为评估MIMO多天线系统与无线通信系统仿真提供了有力的工具。     

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.     

基于Alamouti编码方案的多天线系统性能界分析与仿真

分析了基于Alamouti编码方案（ACS）技术的双发多收天线系统（MIMO／ACS）工作原理．给出了传输符号分离的一般分析方法,计算了系统输出信噪比．对MPSK调制,推导了系统比特误码率Chemoff（切诺夫）上界理论表达式．计算了一种简易的最大似然（ML）判决表达式,方便了系统的性能仿真．蒙特卡洛仿真结果和切诺夫上界均表明：ACS与最大比合并（MRC）具有相同的分集阶数。