空时MIMO信道模型的研究与仿真实现

对基于统计相关的MIMO信道模型进行了深入研究,提出了-种空时MIMO信道建模方法,并基于C语言搭建了MIMO无线信道模型的仿真平台.这一仿真模型同时考虑了时延扩散,多普勒效应、渡达方向及角度扩展等信道参数,能够完整地描述无线衰落信道的空间、时间以及频率特性,具有运算复杂度低、产生简便等优点,从而为MIMO无线链路性能仿真、系统容量分析以及实现算法性能评估提供了有力工具.     

空时MIMO无线通信系统随机信道模型的仿真研究与实现

对智能天线、空间分集和MIMO OFDM等多天线技术的信道传输特征进行了分析,提出了一种用于第三代及多天线MIMO无线通信系统的信道模型。该信道模型不仅涉及到接收信号的功率水平分布和多普勒频移,还考虑了信道衰落系数间的相关性以及智能天线阵列的几何分布和到达角度等特性。用3GPP通信协议基于Matlab实现了一个完整的MIMO信道仿真器。最后,通过实验验证了不同无线通信环境下MIMO模拟的信道容量与Shan non理论容量的一致性,从而说明了该仿真器的有效性和实用性。     

无线MIMO信道空时相关特性分析

针对无线多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)信道的空时相关特性,在经典平面波假设下,基于随机信道模型对其进行了深入分析。信道模型分别利用冯.米塞斯分布和拉普拉斯分布角度功率谱来描述移动站和基站的空间统计特性,在此条件下推导了相关系数的闭合表达式并绘制了相应曲线,分析了角度功率谱的各向异性对信道相关特性的影响。蒙特.卡洛仿真结果与理论分析的结果能够很好地吻合。     

相关MIMO信道下可变数目天线选择算法

提出两种多入多出（MIMO）系统可变数目天线选择算法,来动态适应多种相关MIMO信道环境。基于特征值准则的算法按照最小特征值与特征值总和之比动态选择天线,避免天线间的高度相关性;基于容量准则的算法在保证容量接近最大值的条件下,最小化天线数目。仿真结果表明,两种算法在天线选择后的容量均接近选择前的情况;通过结合链路自适应技术,可进一步得到优于无天线选择系统的数据速率和误码性能。     

基于子空间法的空时分组码系统信道盲估计

结合多信道子空间理论,结合空时分组码的正交特性,提出了新的盲信道估计算法。首先,根据空时分组码结构特点,将原编码矩阵分解,并将接收矩阵合理地构造,把原信道矩阵重新构造成新的重构信道矩阵。然后求出重构信道矩阵的噪声子空间,之后利用信号子空间与噪声子空间正交特性,构造出信道矩阵作为变量的线性方程组,因而可以得到信道矩阵的闭式解。对三种典型的空时分组码进行仿真验证,仿真结果表明本算法的有效性。     

MIMO无线通信的空间自由度模型

采用本征模式方法研究了多天线无线通信的空间自由度问题。通过求解本征积分方程,得到给定发射区域和接收区域下多天线无线通信系统的本征函数,从而给出了多天线通信的物理限制以及相应的物理解释;通过将无线信道划分为发射天线到发射端近端散射体、发射端近端散射体到接收端近端散射体以及接收端近端散射体到接收天线三部分,提出了一种空间自由度的计算模型,分析了散射体对空间自由度的作用,并对已有模型的结果作出物理解释。     

微蜂窝MIMO通信系统信道模型研究

城市微蜂窝移动通信电波传播环境相当复杂,特别是针对未来陆地蜂窝移动通信系统基于智能天线应用的规范标准要求,建立这种无线传播信道的有效模型无论对理论分析、系统优化设计以及网络工程规划来说都是非常重要的。为此从多径色散信道的特性分析出发,采用电磁散射理论和电波传播原理建立了基于阵列天线的微蜂窝多输入多输出物理信道模型,对刻画信道特性的一些重要性能参数,如空间相关性和时间演化等进行了仿真分析和研究。与有关文献结果的比较,表明了所建立的微蜂窝移动通信信道模型的有效性。     

空时复用多用户MIMO系统联合天线选择

在下行多用户MIMO通信系统中,用户间很难相互利用彼此间信息,用户间干扰消除必须在基站完成.又由于多用户MIMO系统的复杂结构,使得其链路成本极大增加.针对这些问题,提出一种低复杂度的预编码算法和相应的优化预处理算法,达到消除多用户干扰的目的,与传统线性预编码算法相比,所提算法可充分利用多用户系统容量,为用户提供较好的空间发射分集增益.同时,为了降低系统硬件成本,进一步给出一种基于误码率的发送端、接收端联合天线选择算法.所提天线选择算法可以取得与优化预处理算法相近的误码率性能,使得多用户通信系统性能与硬件成本间达到很好的折衷.仿真结果表明所提算法可以获得较好的性能,适用于实际的通信系统.     

空间相关MIMO广播信道中的预编码技术

针对多天线多用户下行链路中,采用块对角化预编码进行多路并行传输时,用户端的检测复杂度比较高,且系统的和速率性能将受到信道空间相关性严重影响的问题,提出了一种将发送端迫零预编码与接收端天线选择进行联合的预编码方案,降低了接收复杂度.分析了该方案在最佳信道选择下的性能,并引入了一种简单的次优天线选择算法.仿真表明,提出的预编码方案在和速率性能上明显优于原迫零预编码,且在高信噪比情况下,几乎获得了与块对角化预编码相同的和速率.     

基于无人机的三维MIMO信道建模与仿真分析

针对无人机通信环境特点以及多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统,将三维空间相关法建模和机身遮挡现象相结合,提出一种无人机的三维移动空间信道模型(three dimensional dynamic spatial channel model, 3DD SCM)。〖JP2〗推导了无人机天线阵列的相关性表达式,同时提出一种遮挡控制器来表示无人机与地面在通信过程中受到机身遮挡的影响。通过仿真分别分析了无人机不同飞行方向和机身遮挡对信道性能的影响,验证了该信道模型的正确性和有效性。该无人机通信模型可用于指导无人机天线设计,研究编码技术。     

利用空时二维编码抑制MIMO雷达波形互相关能量

分析了常规时域编码信号用于多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达发射信号无法获得良好的波形分集性能.提出了将空时二维编码技术用于MIMO雷达发射波形设计,理论分析得出该技术能有效抑制波形的互相关能量,提高回波信号的信杂比,可获得良好的波形分集性能,并分析了空时编码技术...     

一种MIMO收发天线联合选择算法

在MIMO系统中天线选择可以增加系统容量,并能有效地降低MIMO系统的复杂度和射频电路成本。仿真实验表明天线在发送接收两端不同的分配方式影响信道容量,发现了一种信道容量角度的最佳天线分配方式。针对收发天线选择的需求,设计了一种可获得较大信道容量的简单算法。该算法没有矩阵运算,计算复杂度低。仿真实验表明该算法和最优算法非常贴近,优于只有接收天线选择时的最优算法。     

Throughput-based mode switching for MIMO ARQ systems in presence of transmit correlation

The mode switching between spatial multiplexing(SM) and space-time block code(STBC) diversity is investigated for the multiple-input multiple-output(MIMO) automatic repeat request (ARQ) system.Five important practical factors are considered in the proposed switching scheme:transmit correlation,ARQ technique, packet loss probability(PLP) constraint,discrete rate transmission (DRT) and channel coding.Under the spatially correlated channel,the distributions of the post signal-to-interference-plusnoise ratio(SINR) for the SM mode and the STBC mode are obtained by using Gamma approximations.Then this paper derives the closed-form expressions of the PLP and the throughput for different modes when the ARQ technique is employed,based on which the mode switching algorithm is proposed to improve the spectral efficency.In the simulation,the correction of the expressions is first verified.Then,the significant gain observed by the proposed algorithm is presented.Since the switching point is the key parameter to implement the mode switching,this paper also shows how the switching point is affected by the practical factors considered.     

Optimal training sequences for MIMO systems under correlated fading

The optimal design of training sequences for channel estimation in multiple-input multiple-output （MIMO） systems under spatially correlated fading is considered. The channel is assumed to be a block-fading model with spatial correlation known at both the transmitter and the receiver. To minimize the channel estimation error, optimal training sequences are designed to exploit full information of the spatial correlation under the criterion of minimum mean square error （MMSE）. It is investigated that the spatial correlation is helpful to decrease the estimation error and the proposed training sequences have good performance via simulations.     

Novel time-frequency differential space-time modulation for multi-antenna OFDM systems

1.INTRODUCTIONRecently,there has been considerable interest in thewireless communication system with multiple trans-mit and receive antennas[1,2].So far,most researchon space-ti me modulation has assumed that accuratechannel esti mations are available at the receivers.Differential space-ti me(DST)modulationschemes were proposed to achieve diversity gainswithout channel state information(CSI)[3].DSTmodulation schemes allowfor slowly changing chan-nels that have to remaininvariant within…     

大规模MIMO系统中分布式压缩感知LMMSE信道估计

大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统中,信道估计算法复杂度随着基站侧天线数量的增加而急剧增加,针对需要在信道估计算法复杂度与算法性能之间进行折中的问题,提出分布式压缩感知线性最小均方误差(distributed compressed sensing linea...