相关Nakagami衰落信道下SC/MRC系统性能分析

多输入多输出（multiple-input multiple-output,MIMO）系统的发射端天线选择是从多根天线中选择其中信道状况最好的一根用于发射信号,可减少所需要的射频链的个数,从而降低系统的复杂度及实现成本.该文研究发射端进行天线选择、接收端采用最大比合并接收的系统在相关Nakagami衰落信道下的性能,推导出输出信噪比的分布密度函数,进而给出了精确的误比特率（BER）公式,该表达式仅包含非常简单的函数,易于计算.     

采用两级检测的MIMO OFDM空频变换方案

提出一种能够较好抑制无线通信中多天线间干扰的空频变换方案,将方案应用于MIMO OFDM Turbo收发机中．在发射端,对每个发射天线使用预先设计好的模式进行符号映射．在接收端,利用该预先设计的发射映射模式,通过两级检测接收机的迭代过程进行检测和译码判决．其中第1级检测包括MMSE检测及干扰抑制,第2级检测包括BCJR（Bahl Cocke Jelinek Raviv）或SOMA（soft output M-algorithm）（M-算法）检测．在每次迭代中,软信息在检测器和译码器之间交换,多个数据流间的干扰被抑制．仿真结果显示,对于4发4收的多天线系统,该方案性能优于D-STTD CC．经过2次及3次迭代时,其性能优于D-STFD Turbo方案．     

V-BLAST部分发射天线选择方案

研究了利用部分发射天线选择来提高V-BLAST系统的性能。该方案先通过一种不完全QR分解将最先检测的 层符号和后检测的 层符号分离出来,然后按一定的选择标准进行天线选择,并检测这些符号。接着在接收信号中去除已检测符号的贡献部分,并检测剩下的符号。和常规的选择相比,该方案按 值的不同提供了复杂度与性能之间多种可能的折衷。SER性能仿真表明,只要选择前面若干层发射天线,系统性能就能接近全部天线选择情况。有关天线选择时间的仿真表明,对于4组发射和4组接收射频电路,6根发射天线情形,部分发射天线选择方案（基于最大最小后处理信噪比准则）可节约40%至92%的选择时间。     

MIMO MC-CDMA的简化CMOE递归自适应多用户检测

将约束最小输出能量（CMOE）准则应用于空时编码多输入多输出多载波码分多址（STBC MIMO MC—CDMA）系统,提出一种基于简化CMOE的联合信道估计与信号检测的递归自适应算法,解决了可变对角因子的自适应取值问题,所给出的最优步长半盲自适应信道估计可以提高信道估计的准确性和收敛速度．比较了不同环境下信道估计的误差和各种算法的误码率性能．     

信道估计误差对下行多用户迫零波束成型系统吞吐量的影响

研究了信道估计误差对迫零波束成型的系统吞吐量的影响,利用计算机仿真,给出了信道估计误差引起的吞吐量下降程度与系统中的用户数、信噪比、发射天线数和发射子流的次序关系.仿真结果表明,在用户数适中的时候,即使基站端的信道状态信息不准确,迫零波束成型的吞吐量与发射天线数的增长仍保持线性关系,这是迫零波束成型系统优于随机波束成型系统的一个方面.根据仿真结果,还给出了满足给定系统中断概率下的参考速率因子ζ.     

一种用于频率选择性信道的高速率单载波空时分组码系统

针对4根发射天线的宽带无线通信系统,提出一种两路复用的单载波空时分组编码方案.每一路信号均利用2根发射天线并采用满速率的正交空时分组码.本编码方案的码率为2,且只要求信道在两个连续的块内保持恒定.在接收端需要2根接收天线以分离两路空时编码信号,采用的干扰抵消和频域均衡算法具有较低的计算复杂度,且两路信号的检测均实现了满发射分集增益.     

基于压缩感知的MIMO系统稀疏信道估计

在多输入多输出通信系统中,接收端信道均衡与相干检测需要利用信道状态信息. 传统信道估计方法如最小二乘法和最小均方误差法均基于多径信道密集型假设,导致频谱利用率低下. 为此,该文研究在单载波MIMO系统中的稀疏信道估计,利用多径信道的稀疏特性提出一种基于压缩感知理论的信道估计方法. 这种方法能利用较少的导频信号达到与传统方法相比拟的估计性能,从而提高频谱利用率. 仿真验证和理论分析表明,基于压缩采样匹配追踪的压缩感知信道估计方法为MIMO系统稀疏信道估计的最优选择.     

切换天线发射的低截获率通信信号物理层安全传输

为了提高通信信号在无线传输过程中的物理层安全性,提出一种低截获率物理层安全通信信号. 发射机根据接收机发送的训练符号估计信道,并随机选取信道质量较好的天线加权发射信号. 各天线的权系数由天线的信道信息和通信双方约定使用的扩频序列决定. 由于发射天线的快速切换,发射信号是一种与发射天线信道信息和扩频序列相关的空间扩频信号. 期望接收机可采用与普通扩频信号接收机相同的方法解调接收信号,而窃听接收机由于信道的快速切换无法正常解调接收信号. 仿真结果表明,相比于参考方法发射信号,该文提出的信号不仅具有相同的物理层防窃听能力,而且还具有防侦测和一定的抗干扰能力,是一种更好的基于多天线发射的物理层安全通信信号.     

一种快速时变衰落信道下的STBC-OFDM解码器

在正交频分复用(OFDM)宽带系统中,信号要经过信道的频率选择性衰落;而当接收端高速移动时,信号在接收端又要产生多普勒频移,从而产生信道的时间选择性衰落.在信道时变时,空时分组码-正交频分复用(STBC-OFDM)系统解码会引入发送天线间互干扰.提出一种多接收天线下的STBC-OFDM解码器,能有效地消除由于信道时变引发的干扰,同时又能最大地利用接收分集增益.仿真实验结果表明所提出方案具有更好的误比特率性能.     

室内可见光通信多阵元发射天线优化设计

基于一种新的白光LED发光模型,对室内可见光通信系统多白光LED阵元发射天线进行了优化设计. 分析了多阵元发射天线的阵元分布、阵元光轴极角、阵元层间距、阵元数目等参数对室内光功率分布的影响,给出了设计参数的优化选择方法和原则. 并通过控制发射光功率的方法,实现了光功率分布为平顶形的多阵元天线设计.通过仿真和实验研究验证了所提出的优化设计方法.     

多天线阵列的矿井超宽带无线通信系统

将多天线阵列(multi-input multi-output, MIMO) 技术用于改善井下超宽带(ultra wideband, UWB)无线通信系统的误码率性能. 首先,研究单天线(single input single output, SISO)UWB 系统在矿井巷道的多径传播特性,以及相应的抗多径发射/接收策略和误码率性能. 在此基础上,从理论上分析MIMO 技术进一步提高
UWB 系统抗井下多径衰落的可行性;然后,在不增加系统发射能量和不改变SISO-UWB 接收机结构的前提下,通过增加发射天线数并结合无线信道空时分集理论,提出用于煤矿井下无线通信的MIMO-UWB 系统及其空时编/解码方案. 实验结果表明：与传统的SISO-UWB收发策略相比,所研究的MIMO-UWB空时编/解码方案在各类井下多径环境中均能获得35 dB 的误码率性能增益.     

多跳译码转发中继网络保密中断概率分析

针对无线中继网络面临的安全问题,提出了一个具有多天线窃听节点的多跳译码转发中继网络,推导了在Rayleigh衰落信道下网络的保密中断概率,并分析了窃听节点的位置和天线数目以及网络跳数和端到端信道容量对保密中断概率的影响。研究结果表明:合理设置网络跳数和端到端信道容量将有助于降低多跳译码转发中继网络被成功窃听的概率。     

MIMO广播信道中信噪比优化的用户选择

当MIMO广播信道中存在很多用户时,需要进行用户选择.该文考虑基站端信道信息需从用户端反馈的频分复用系统,提出基于系统平均信噪比优化准则的用户选择算法.首先采用预设门限,将信道增益大于此门限的用户瞬时信道信息反馈至发送端.然后基站端从待选用户集合中选择一组用户,使得相应信道矩阵的最小特征值最大.所提算法可以达到满的复用增益,同时还能得到满意的和容量与BER性能.与穷举法相比,由于采用预设门限,使得信道信息的反馈量和基站在候选用户中进行选择的次数有明显降低.     

信道反馈延迟时上行多用户MIMO中继系统预编码

研究了信道存在反馈延迟和估计误差条件下,上行多用户多输入多输出中继系统的线性预编码算法.在中继发射功率受限条件下,考虑发送端-中继节点以及中继节点-目的端信道估计方法的局限性及反馈链路的时延性.根据最小均方误差准则设计以预编码矩阵为变量的优化问题,并采用联合迭代法求得中继端和接收端处理矩阵的闭式解.数值仿真结果表明,当存在信道反馈延迟和估计误差时,所提方案比现有算法更能有效降低系统误比特率.     

有限反馈的多小区协作多模传输方法

摘要： 多小区协作多天线技术能够有效降低蜂窝系统小区间干扰,提升边缘吞吐率,然而其性能依赖于各基站获取的信道状态信息的准确性和基站间的协作程度. 该文以两小区模型为基础,分析了基于有限反馈的信道状态信息对多小区局部联合传输性能的影响,并针对用户在多小区边缘的分布特征,提出基于用户分布位置的多模传输切换策略. 仿真结果表明,该策略有效提升了小区边缘吞吐率.     

天线物理特性对MIMO信道空域相关性的影响

针对天线物理特性会对MIMO信道空域相关性产生影响的问题,分析耦合和极化效应的产生及影响机理,构建非均匀散射环境下综合天线物理特性的单极化MIMO信道模型,据此导出MIMO信号的空域相关性理论表达式,并针对3GPP SCM标准信道场景参数进行仿真.仿真结果表明,耦合效应随天线间距变小而更显著,极化因子则与不同极化天线组合有关,两者在一定程度上可降低MIMO信道的空域相关性,但均不能有效提高系统容量性能.     

MIMO-OFDM系统中一种改进的盲信道估计算法

针对MIMO-OFDM系统中线性预编码信道估计算法需要多次计算模糊度矩阵的问题,提出一种改进的盲信道估计算法.该算法首先对各天线上所接收信号的互相关矩阵进行处理,使信道估计矩阵的模糊度矩阵统一,再利用统一的模糊度矩阵通过迭代方法实现系统的信道估计.仿真结果表明,改进算法的估计精度在低信噪比时仅有较小损失,而在高信噪比时与现有的线性预编码算法接近,且具有较好的收敛性.与现有的线性预编码信道估计算法相比,改进算法显著降低了计算复杂度.     

三维场景非平稳MIMO信道构建及参数演进方法

在移动通信系统中,收发端散射环境变化将导致无线信道呈现非平稳特性,针对基站-移动台之间的三维传播场景,构建了一种非平稳多输入多输出信道模型,该模型考虑了衰落相位的连续性,从而保证输出信道多普勒频率的准确性.提出了一种针对该模型的信道参数更新算法,该算法考虑了传播路径的生灭、时延、功率、出发角和到达角分布等参数随时间变化的演进过程.数值仿真结果表明,所构建的信道模型能够直观地复现无线信道的非平稳特性,输出的各子信道衰落的时变自相关和互相关特性均与理论值吻合,提出的非平稳信道模型的平稳间隔与实测数据相符,可用于三维移动场景下无线通信系统的方案设计、性能优化和系统验证等领域.     

莱斯信道下多对双向大规模MIMO AF中继系统性能分析

研究了莱斯信道条件下多对双向大规模多输入多输出放大转发中继系统.多对单天线用户通过配置有大规模天线阵列的中继实现用户对内的信息交换,并对其性能进行分析.首先给出理想和非理想信道状态信息条件下中继处的迫零发送/迫零接收处理矩阵.然后分别得到这两种情况下的渐近信干噪比表达式.最后给出了当中继天线数趋近于无穷大时一般功率分配方案下的渐近频谱效率,并通过蒙特卡罗仿真结果验证理论分析的正确性.     

特殊非Rayleigh相关信道的MIMO-MRC系统性能

基于矩阵变量复超几何函数的性质,提出一种分析低Rician因子信道下MIMO-MRC系统性能的近似方 法. 该方法利用非中心复Wishart矩阵有序特征值概率密度函数的上界得到最大特征值的近似概率密度函数,据此求 得Rician信道下发射相关MIMO-MRC系统的中断容量、平均信噪比及误符号率等性能的封闭表达式. 此外还研究了发 射相关Nakagami锁孔信道下MIMO-MRC系统信噪比的概率密度函数,并求得系统平均信噪比的封闭表达式. 与已有结 果相比,所得到的公式更易于计算. 仿真结果验证了推导的正确性.