限定空间中无线通信空时编码的研究

目前对MIMO系统的研究,大都是基于信道是独立同分布的假设,而巷道通信由于受空间限制和 传播环境影响,MIMO各信道之间具有很强的相关性。研究了城市地铁等限定空间中强相关MIMO信道下 的空时编码性能,提出了在此独特环境下的空时编码的性能界和一种能够补偿信道相关性对系统性能影 响的空时分组编码方案——循环空时分组编码(CSTBC)理论分析和计算机仿真结果表明：该方案放宽了 编码对正交性的要求,在巷道等强相关无线信道环境下,获得了比传统编码更好的系统性能。     

空间相关信道下空时分组码的子空间修正解码

针对空时分组码子空间盲解码算法在空间相关信道下性能下降的问题，提出了一种修正解码算法．在分析空间相关性破坏信号子空间和统计噪声子空间正交性的基础上，利用接收端已知的信道相关矩阵，修正接收端用于搜索的码字矩阵集合，使相关信道下分解得到的统计噪声子空间正交于修正的发送信号子空间，提高了解码性能．与传统解码的算法不同，该算法无需在发送端进行信道相关矩阵的估计和预编码，降低了发送端的编码复杂度．Monte-Carlo仿真实验表明，空间强相关信道下空时分组码子空间盲解码性能下降比较剧烈，采用新算法修正后的解码性能明显改善，在误比特率为10^-2、相关系数为0．8时，修正性能提高约2dB．     

空间相关特性对矿井MIMO系统性能的影响

多输入多输出(MIMO)技术可有效地抵抗矿井巷道中无线传输多径衰落现象,文章分析了矿井MI-MO信道容量所受影响因素,研究了MIMO系统的具体散射环境和天线阵列的相关性,建立了矿井MIMO相关信道模型,并对不同的相关系数进行了数值分析;结果表明,MIMO系统性能受矿井巷道的空间相关性影响非常大。     

MIMO-OFDM用于提高矿井无线通信性能的研究

文章分析了矿井巷道的非自由空间传播特性,以及多径衰落对矿井无线移动通信可靠性的影响;从理论上研究了MIMO-OFDM技术在解决矿井巷道的多径衰落的可行性;讨论了能克服强相关信道影响的空时编码方案.仿真结果表明,采用MIMO系统,能极大地提高矿井无线通信系统的性能.     

基于OFDM系统的STBC/SFBC/STFBC信能分析

MIMO和OFDM 2种技术相结合不但可以通过多载波并行传输实现很高的数据传输速率,还可以通过空时编码(STBC)/空频编码(SFBC)/空时频编码(STFBC)实现分集增益。采用2发1收的MISO-OFDM 系统,对STBC/SFBC/STFBC在不同的频率/时间选择性信道环境下进行了性能仿真比较。仿真结果表明, STFBC-OFDM在平坦快衰落信道环境下,表现出与SFBC-OFDM同样的最优性能,在频率选择性衰落信道下,表现出与STBC-OFDM同样的最优性能,但在平坦性慢衰落信道中表现出最差性能。因此,可以根据信道的不同特性选择最适合的空时频编码, 使系统得到最理想的性能。     

微小区MIMO信道的椭圆模型

提出了一种新的基于微小区环境的MIMO空时相关的信道模型,即椭圆模型,得到了微小区环境下衰落的空时相关函数.模型考虑了天线阵列的间距、天线阵列的放置角度,以及移动端的运动等因素对衰落相关性的影响.在模型的基础上,用Monte Carlo法对衰落信道进行了仿真,探讨了影响衰落的空时相关性和MIMO信道容量的因素.     

基于双选衰落信道的差分空时协作技术

协作分集技术解决了MIMO技术在移动终端受天线制约的问题.由于无线通信环境的特殊性和复杂性,对信道估计十分困难,因此引入了不需要信道估计的差分空时编码,并在时间选择性衰落信道和频率选择性衰落信道的基础上研究了时间-频率双选择性衰落信道模型,在更接近实际信道环境的基础上将差分空时编码和协作分集技术相融合.理论研究和仿真结果均表明系统性能在信道容量、误比特率等方面均得到了提高.     

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.     

空时码在相关快衰落瑞利信道下的性能

利用多变量统计学理论和矩阵变换,解决了在复杂信道模型下,难以对应用在MIMO系统中的空时码进行性能分析的难题,推导出平均成对差错概率的上界,得到了衰落信道相关性越强,系统误码性能越差的结论,最后的仿真结果说明理论推导结果是正确的．     

瑞利相关衰落下MIMO系统的差错率分析

采用空时分组码(STBC)的MIMO系统，可有效地对抗无线信道的衰落并获得分集增益和复用增 益。推导了空间相关瑞利衰落环境下该系统的误符号率SEP的闭式结果,该结果表明系统的性能主要由 MIMO信道协方差矩阵的特征值及其重数决定。对于2副发送天线2副接收天线的情况，作了计算机仿真， 仿真结果证明了理论分析的准确性。     

基于几何模型的MIMO衰落信道相关性分析

针对非频率选择性Rice衰落MIMO移动信道的特点,提出一个MIMO衰落信道的几何模型,并据此推导出空时联合相关函数.理论分析和仿真结果表明,新的空时相关函数能准确地反映天线间距等因素对MIMO信道各链路间存在的相关性的影响,且形式更简洁.     

一种新的空时码及其盲信道估计

本文提出了一种新的空时码——Hankel空时码。如果在多入多出(MIMO)通信系统中采用这种空时码,那么就能对MIMO系统的传输信道进行盲信道估计,也给出了相应的信道盲估计的算法。另外,相对于其它几种常用的空时码,所提出的空时码可以实现更高的传输速度。仿真结果表明在不同发射和接收天线个数、传输速率以及数据分组条件下,针对所提出的空时码的盲估计算法的性能。     

容量无损满分集度空时分组码

给出了线性空时码同时能达到最大分集度和信道容量的符号传输率必须满足的条件.提出了一种新的空时分组码设计方法,由该方法设计得到的空时分组码为容量无损满分集度空时码,即它能提供满发送分集度,且含空时码等价信道容量达到MIMO系统容量.证明了许多已发现的容量无损满分集度空时分组码均为该方法的特例.对新得到的分组码的性能进行了仿真,并与其他空时分组码就平均误比特率做了比较,证实了其性能的优越性.     

新型准正交空时分组编码预编码的设计

为了改善准正交空时分组码的MIMO系统的性能,该文提出了将准正交空时分组码和预编码矩阵相结合的方法．信息在经过准正交空时分组码编码后,需经过线性预编码矩阵处理后才从发射天线发送,并且应用一种性能优于一般准正交编码的新型准正交分组码．预编码矩阵设计利用了MIMO信道的非零均值矩阵和相关矩阵,并采用成对差错概率（PEP）作为其最优设计准则．仿真表明,相对于未经过预编码矩阵的系统和一般准正交分组编码与预编码矩阵相结合的系统,新的编码方法的误码率性能有明显改善．     

基于四阶累积量的MIMO信道及其相关性的联合估计

MIMO技术一直受到人们的广泛关注,并被广泛采用于各种移动通信系统的标准化协议中.在此系统中用到的分集合并和空时解码技术都需要以准确估计的信道状态信息为前提条件,以往的信道估计都是在MIMO系统子信道间是非相关的假设下进行的.事实上,由于天线之间距离的限制和传播路径散射体的不充分,子信道之间常常存在一定的相关性,常称为空间相关.另外,在信道估计、天线选择和自适应调制等方面需要已知(估计)这一参数.但是,要精确估计信道的相关性非常困难,到目前为止,这一问题没有得到很好的解决,以至于在大部分关于信道估计的文献中都是预先假定已知信道的相关特性.本文运用四阶累积量理论对MIMO信道及其相关矩阵进行了估计.仿真结果表明,本文所提出的方法具有较高的估计精度.     

关于非相干多输入输出系统的新的空时编码

给出了几个关于非相干多输入输出系统的新的编码．在高信噪比的情况下，非相干空时编码问题等价于在格拉斯曼流型上的存储问题；通过指数映射，它被进一步简化成相干情况下的多输入输出系统的空时编码问题．在相干和非相干编码中，对于每个信号的平均发送功率有不同的考虑．通过改造已有的相干空时编码或者选择新的信号设计，我们构造出一些新的非相干空时编码．模拟计算表明，新码有更好的表现．与此同时，新码也全部运用了系统自由度．这意味着它们具有高光谱效率．     

用椭圆模型分析微小区MIMO信道容量

介绍了一种新的适于微小区无线衰落环境的M IMO(多输入多输出)空时相关信道模型即椭圆模型。利用模型并结合Monte Carlo法,对实际微小区环境下M IMO系统的信道容量作了仿真研究,探讨了收发天线阵列的间距、收发天线数、平均信噪比等因素对M IMO信道容量的影响。所得到的结论对M IMO系统的分析和设计有一定参考价值。     

一种新型的非正交空时编码设计

空时分组码和BLAST系统是两种利用多发多收传输的典型的空时编码系统。但由于空时分组码受正交条件限制,传输效率得不到提高,而BLAST系统存在差错传播制约着误码率的下降。综合了这两种系统的优点,提出了一种非正交空时分组编码设计,并将其描述为空时分组BLAST系统。仿真结果表明,新系统在不同信道环境、不同调制方式和天线数目的情况下都具有良好性能。可以显著改善空时分组码和BLAST系统的性能。