非理想信道状态信息下调制方式切换阈值最优化算法

针对自适应资源调度OFDM系统,在非理想信道状态信息下(ICSI)最大化系统频谱效率问题,提出了平均BER约束下调制方式切换阈值最优化(MSTO)算法.利用拉格朗日乘数法将此J-1维的调制方式切换阈值最优化问题转化为一维优化问题,并证明了问题最优解必在平均BER约束条件的边界(目标平均BER)上取得,从而得到该问题的最优解.仿真结果表明,MSTO算法能在满足用户目标平均BER条件下自适应用户ICSI准确度参数的变化,最大化系统频谱效率.该算法性能优于改进的Ma's算法和AM-PCSI算法,其复杂度符合实际自适应OFDM系统实时性设计要求,可方便地应用到实际系统中.     

基于分集接收的卫星认知通信动态频谱感知策略

针对基于固定判决门限的频谱感知策略无法适应信道衰落变化导致频谱感知效率下降的问题,结合卫星网络中待检测信号能量较低的特点,提出一种Nakagami-m信道环境下基于分集接收的动态频谱感知策略。该策略利用改进的模糊聚类算法动态获得频谱最佳判决门限,使得判决门限能够根据信道衰落变化自适应调整;在此基础上利用MRC(maximum ratio combining)与EGC(equal grain combining)2种分集方式增大认知用户的接收信噪比,以减小弱信号环境对能量检测算法频谱检测性能的影响。仿真结果表明:该策略能够有效提高低信噪比环境下的频谱感知性能。     

基于信道衰落相关矩阵的自适应多天线技术

为了在满足目标频谱效率和目标误码率前提下减小多天线系统的发送功率,针对采用线性接收机的无编码空间复用系统,提出了一种发送天线选择及速率(调制方式)分配、功率分配准则。该准则利用了信道衰落的空间相关矩阵,以各子码流的误码率为约束条件,对发送功率进行优化。仿真结果表明:该准则相比于目前已有的天线集合及调制方式选择准则有2 dB的信噪比增益。给出了逼近该准则性能的简化算法,该算法在很大范围内能达到穷举搜索的性能。     

一种基于最大比合并的Turbo乘积码自适应编码调制方法

为了增强高速多媒体无线通信系统在衰落环境中的传输效率,提出了一种基于最大比合并的Turbo乘积码自适应编码调制的通信方法;通过采用信道补偿最佳速率自适应策略,研究了优化的模式切换门限;分析了在瑞利信道环境中自适应传输的系统容量性能.研究表明:所设计的自适应系统具有较强的抗衰落能力;随着分集阶数的增加,其频谱利用率将可以逼近高斯信道香农容量限.     

基于MIMO-OFDM系统的自适应调制算法研究

为了提高MIMO-OFDM系统的数据传输率和频谱利用率,提出一种新的自适应调制算法.该算法在信道传输质量满足一定系统误码率下,根据信道状态信息自适应地调整每个子载波的调制方式,使系统的发射总功率尽量最小.理论分析得出,该算法降低了MIMO-OFDM系统的运算复杂度,并使系统的整体性能得到了优化.     

基于外信息转移图的多输入多输出迭代接收机分析

在不同的相关系数下,比较了软干扰抵消-最小均方误差(SIC-MMSE)检测器的外信息转移(EXIT)图.分析信道相关系数对迭代接收机收敛特性的影响,确定不同相关系数的迭代接收机工作所需信噪比门限.仿真结果表明,信道的相关系数越大,SIC-MMSE检测器工作所需的信噪比门限就越大;通过比较相关信道和非相关信道的系统误码率性能,在误码率为10<'-4>时,相关系数P=0.5时的信道有2 dB的性能损失.     

莱斯信道下跨层系统的频谱效率分析

为提高无线通信网络在传输中的频谱利用率,提出一种莱斯信道下的跨层系统.该系统联合了物理层的自适应调制技术与数据链路层的自动重传技术.利用从接收端反馈回的信道状态信息和自动重传请求,发射端自适应调节调制模式,自动重传发射数据.推导了莱斯信道下,跨层系统的频谱效率和中断概率的封闭表达式,以及固定调制模式系统的频谱效率的表达式,并利用推导的表达式进行仿真.结果表明,对比仅有自适应调制的系统,跨层系统的频谱增益大约是1.5 dB;而与仅有自动重传的系统相比,其频谱增益最大达到3 dB.     

一种多输入多输出系统下基于最小发射功率的自适应算法

针对多输入多输出(MIMO)系统提出了一种新的自适应调制算法.传统的自适应调制方法以容量最大化为目标,在发射功率一定的条件下,为空间子信道分配比特和功率.实际的通信系统一般要求传输速率和误码率一定,提出的算法就以最小化发射功率为目标,在发射端自适应根据MIMO系统各个空间子信道的增益来分配传输比特、发射功率,最终获得好的频谱效率,并在满足通信系统要求的前提下,降低发射功率.仿真结果表明,提出的方法可以用低的发射功率达到用户传输速率和误码率要求.     

多输入多输出单载波频分多址系统的鲁棒波束赋形算法

针对多输入多输出(MIMO)单载波频分多址(SC-FDMA)系统中现有波束赋形算法在非理想信道状态信息下性能下降以及对信道信息误差敏感的问题,提出了一种鲁棒波束赋形算法。该算法利用谱范数对信道状态信息误差进行建模,并基于均方误差和准则将波束赋形优化问题建模为一个极小极大化问题,然后利用优超理论以及奇异值不等式理论证明该优化问题的鞍点特性并得出最优的波束赋形结构,最后利用凸优化得到最优的功率分配算法。仿真结果表明:与非鲁棒波束赋形和等功率分配算法相比,该鲁棒波束赋形算法在误码率以及频谱效率方面都能获得更好的性能,信道状态信息误差增大时,该鲁棒波束赋形算法与非鲁棒波束赋形算法相比在高信噪比时误码率性能约有1dB增益,频谱效率约提升6%。     

面向6G系统采用智能反射表面辅助的空时空间调制方案

针对现有的近场智能反射表面(IRS)辅助的空间调制(SM)方案频谱效率较低的问题,提出了面向6G系统采用IRS辅助的空时空间调制方案。首先,根据发射天线维度对SSB码字进行堆叠,构建堆叠SSB(SSSB)码字,并通过对SSSB码字基矩阵进行线性组合得到SM矩阵;然后针对SM矩阵设计近场IRS调制技术的信道状态激活方式,将SM矩阵与信道状态激活方式结合生成SSSB-IRS发送端信号矩阵;最后,推导了SSSB-IRS的最大似然译码公式和平均误码率的理论公式。由于采用了灵活的编码和天线激活机制,该方案比现有的典型近场IRS调制方案具有更高的频谱效率,并且可以提供二阶发射分集来对抗信道衰落。仿真结果表明：所提SSSB-IRS方案比现有的近场IRS调制技术方案具有更好的误比特率性能,在频谱效率为6.5 b/(s·Hz)、误比特率达到10^-5时,所提方案的信噪比增益比坐标交织正交设计的近场IRS方案提升了约4.3 dB。     

采用TAS/MRC的MIMO DF中继系统的性能研究

研究了瑞利衰落信道上采用发射天线选择/接收机最大比合并的多输入多输出译码前传中继系统的性能.使用端到端等效信噪比的累积分布函数和概率密度函数表达式,推导瑞利衰落信道上M进制相移键控调制下的平均误符号率和信道容量的闭合表达式,通过仿真证实了理论分析的正确性.     

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 Markov 链的三电平逆变器随机 SVPWM 控制方法

针对SVPWM调制中固定开关频率所引起的电磁污染问题,提出一种基于Markov链的随机SVPWM控制技术.通过Markov链得到逆变器的随机调制频率,与其他随机SVPWM调制方法相比,该调制频率在期望中心频率周围能够更加均匀地分布,输出电压频谱更加均匀且谐波畸变率有所减小,因此减小了系统的电磁干扰,改善了系统的电磁兼容性.基于SIMULINK的仿真实验验证了基于Markov链的随机SVPWM调制方法具有优越性.     

链路自适应技术在IEEE 802.16系统中的应用

针对IEEE 802.16系统提出了一种链路自适应方案,该方案属于自适应调制与编码方案。对于信道条件好的用户,采用高效前向纠错编码FEC(forw ard error code)方案和高阶调制方式,以提高传输效率;对于信道衰落或干扰严重的用户,分配抗噪声性能好的FEC和低阶调制方式,以保证数据的可靠传输。仿真结果表明:无论在高信噪比还是在低信噪比条件下,自适应算法均比单一的编码调制方案吞吐量有明显的提升。在高信噪比条件下,采用自适应方案后系统吞吐量比固定16 QAM调制与RS和卷积码编码的方案提高了一倍多,且误块率低于1-0 2。因此,该自适应方案在保证一定的通信可靠性的前提下,能够更有效地利用频谱资源和提高系统吞吐量。     

多径瑞利衰落信道下AQAM系统最佳信噪比门限值的研究

自适应调制根据瞬时信道信噪比选择适当的调制方式，能够改善系统的BER性能以及平均吞吐量性能。在常用于高速移动环境的六径瑞利衰落信道模型下，研究自适应调制系统的最佳信噪比门限值，使系统的平均吞吐量最大，同时保证了目标BER性能，得到的最佳门限值可以用于ITU-RM1225Vehicular TestA模型的自适应调制系统。     

基于隐含导频的长距离IM/DD DFT-S-OFDM无源光网络的实验系统研究

基于隐含导频、超奈奎斯特镜像混叠和直接检测,首次在IM/DD光通信系统中使用基于隐含导频(ST)的信道估计和均衡方式,通过实验实现了速率为20 Gb/s的正交相移键控(QPSK)离散傅里叶变换扩展正交频分复用(DFT-S-OFDM)信号传输83.2 km的光通信系统.使用隐含导频信道估计(ST-CE)方法来均衡信道的线性损伤,关键是把隐含导频(ST)算术叠加在数据信号上,而不占用单独的时隙.通过对接收到的信号进行1阶统计分析估计出精确的信道.为了增加传输距离,根据超奈奎斯特镜像混叠的方法增加接收机带宽来补偿色散引起的功率衰落.结果显示,在长距离强度调制/直接检测(IM/DD)DFT-S-OFDM无源光网络(PON)系统中,采用ST-CE能得到更高的频谱效率,且其信道估计性能与TA-CE相当.该方法节省了带宽,提高了频谱利用率.     

混合采用被动时反及RAKE接收的扩频水声通信方案

在多径水声信道条件下,时间反转和RAKE接收机技术是直接序列扩频通信系统利用多径能量提高通信性能的2种常用方法,但在实际环境中信道多径结构、信噪比等因素影响着时间反转技术和RAKE接收机技术的性能.针对这个问题,分析了时间反转技术和RAKE接收机抑制多径干扰的不同机制,并提出一种通过混合使用被动时反与RAKE接收来结合两者优点的扩频水声通信新方案.该方案在不同信道结构及信噪比条件下可优化选择合适的多径抑制手段从而提高系统稳健性.湖试实验表明:在高信噪比下,时间反转可利用高质量的探针信息对多径进行聚焦,在低信噪比下则通过RAKE接收机重组多径能量,从而更好地抑制多径,克服码间干扰,提高通信系统的稳健性.     

分布式空时码协作分集系统的性能分析

提出了一种基于分布式空时码的非正交协作分集(DSTC-NOCD)系统.利用译码转发(DF)中继信道模型,推导了BPSK星座调制下系统误码率的理论值,并分析了协作用户上行信道和用户间信道质量对系统性能的影响.仿真结果表明:与直接传输系统相比,DSTC-NOCD系统能获得显著的性能增益,在用户间信道高信噪比条件下能获得完全分集增益;且在可接受的性能损失条件下能够获得比OCD系统更高的频谱效率.     

带随机分布时延的网络控制系统预估补偿控制

网络时延的时变特性导致只有某些时刻的对象输出被控制器端接收,回路时延的形式较复杂.采用开关式的状态观测器,基于接收到的输出估计系统状态,建立状态估计误差系统.为讨论切换系统均方稳定的条件,推导了多随机变量序列的Markov特性,进而在Markov跳跃系统的基础上得到了闭环系统均方稳定的充分条件.该条件由状态估计误差系统与时延状态反馈控制系统的均方稳定条件组成,所以控制器和观测器满足分离特性.此外,通过增广状态向量利用系统的Markov切换特性得到了系统均方稳定的充分必要条件.最后用数值实例验证了预估补偿控制策略的有效性.     

Polar码M-QAM系统编码码率及误比特率性能

将Polar码与高阶调制相结合,构成级联Polar码多级正交幅度调制(M-QAM)系统.为该级联系统提出了确定性比特信道熵参数,解决了级联系统Polar编码信息比特位的选取问题;同时,利用比特信道熵的累积概率分布,分析了Polar码码长和比特信噪比对级联系统中Polar码无差错传输最大可达码率的影响.通过对级联系统在16QAM和64QAM两种调制方式下系统误比特率性能的仿真发现;级联Polar码64QAM系统比级联Polar码16QAM系统具有更快的误比特率下降速度和更高的比特信噪比效率.