植入器件体导电信道分析与仿真

针对植入器件闭环通信系统设计和实现中面临的通信难题,提出了一种基于体导电的数据通信模型;分析了体导电信道的基本特征,即体导电信道工作频率在千赫兹级时,生物背景信号干扰微不足道,体导电信道可近似为加性高斯白噪声信道(additive white gaussion noise,AWGN);推导出了二维调制下的信道容量公式;并得出:在极低信噪比时采用两电平调制就能有效地利用信道容量,在高信噪比时,可采用多电平调制.利用SystemView对信道进行仿真,仿真结果表明体导电数据通信的可行性,证实了两电平调制在体导电通信系统中优越于多电平调制,得出了信道误码率与信噪比之间的关系.     

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.     

基于双极性多脉冲的UWB调制方案及性能分析

针对普遍单脉冲位置调制的不足,在已有的UWB(Ultra-Wideband)脉冲位置调制研究基础上,提出了一种改进的双极性多脉冲位置调制(AMPPM:Ambipolar Multi-Pulse Position Modulation)的UWB跳时调制方案,并对其加性高斯白噪声(AWGN:Additive white Gaussian Noise)下的信道容量,最大可靠通信距离等性能指标进行了理论分析。理论分析及实验数值结果表明,在相同的条件下,与普通的单脉冲位置调制(PPM:Pulse Position Modulation)相比,AMPPM能获得较高的容量,即在给定可实现脉冲宽度下可获得更高的通信速率。仿真结果表明,当脉冲宽度为0.5 ns时,L进制AMPPM可达到333 Mbit/s的速率,而同等条件下的L进制PPM仅能达到167 Mbit/s的速率。同时AMPPM在最大可靠通信距离指标方面也较相应的PPM及脉冲幅度调制(PAM:Pulse Amplitude Modulation)有改善,在100 Mbit/s及10-4的误码率下可达到8 m的通信距离。     

同信道干扰下中继选择网络的性能

使用端到端等效信干噪比的累积分布函数表达式,推导了瑞利衰落信道上同信道干扰下中继选择网络分别在M进制相移键控调制下的平均误符号率闭合表达式、M进制正交幅度调制下的平均误符号率的近似表达式和信道容量上界表达式。数值计算和仿真结果表明:高信干噪比时,M进制相移键控调制的平均误符号率理论结果与仿真结果相吻合,M进制正交幅度调制的平均误符号率的近似表达式具有较高的精度;中继的数目越多,信道容量的仿真结果与其理论上界越紧。     

湍流信道下类脉冲位置调制的信道容量分析

类脉冲位置调制是应用在无线激光通信强度调制/直接检测系统中的调制方式的统称,比如开关键控(OOK)、脉冲位置调制(PPM)等。该文详细介绍了各调制方式的符号结构,分析了弱、中强、强三种湍流信道下这些调制方式的平均信道容量。通过比较分析得出OOK的信道容量最大,PPM的信道容量最小。     

60 GHz脉冲无线通信系统中Raptor码的性能分析

针对5G热点高容量场景下的60 GHz脉冲无线通信系统中信号幅度衰落引起的误码问题,研究了该系统中Raptor码的误码性能。根据60 GHz短距离通信系统特点,采用IEEE 802.15.3c工作组建立的60 GHz无线信道模型,在此基础上分析了编码系统接收信噪比;然后结合信道编码理论,对不同编码方案进行误码性能仿真,重点对两种不同的Raptor码的编码增益、译码开销及通信距离进行对比。研究结果表明,采用1/2码率的QCLDPC预编码的Raptor码在接收信噪比大约为5 d B时,相较于未编码系统拥有4.5 d B的编码增益,同时最大通信距离为70 m,为未来5G高频新空口热点高容量场景下的60GHz短距离通信系统信道编码提供技术参考。     

基于导频符号的双多进制正交扩频与MPSK复合调制系统的性能分析

提出了一种双多进制正交扩频调制与MPSK相位调制相结合的复合调制方案（DNOrth-MPSK）。该方案通过插入导频符号进行信道估计,提高了系统的误比特率性能;同时对其在加性高斯白噪声信道（AWGN）和单径瑞利衰落信道下的理论性能进行了分析,结果表明,这种正交扩频与MPSK相位调制相结合的系统方案较传统的多进制正交扩频系统大大提高了数据的传输速率,因此可适用于高速数据通信。对系统在AWGN和单径瑞利衰落信道中的性能,本文给出了理论下界和仿真结果。     

瑞利多径衰落信道下OFDM/OQAM系统容量分析

系统容量是分析通信系统性能的一个重要指标,提出了正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统在瑞利多径衰落信道中的信道容量均值和方差进行研究。分析得到瑞利信道模型的概率密度函数并推导出任意两个相关瑞利信道间联合概率密度函数,进而得到OFDM/OQAM系统在瑞利信道下的容量均值和方差的数学表达式,式中以系统的子载波数、信道的信噪比和多径数目为参数。通过对系统进行仿真,分析子载波数、信噪比和多径数对系统容量均值和方差的影响。仿真结果表明:系统容量均值与信噪比成正比,与系统子载波数成反比;系统的容量方差由系统的信噪比和信道的多径数共同影响决定。     

Raptor码在60GHz脉冲无线通信系统中的性能

针对60GHz脉冲无线通信系统中信号幅度衰落引起的误码问题,研究了该系统中Raptor码的误码性能。根据60GHz短距离通信系统特点,采用IEEE 802.15.3c工作组建立的60GHz无线信道模型,在此基础上分析了编码系统接收信噪比;然后结合信道编码理论,对不同编码方案进行误码性能仿真,重点对两种不同的Raptor码的编码增益、译码开销及通信距离进行对比。研究结果表明,采用1/2码率的QCLDPC预编码的Raptor码在接收信噪比大约为5dB时,相较于未编码系统拥有4.5dB的编码增益,同时最大通信距离为70m,为今后60GHz短距离通信系统信道编码提供技术参考。     

基于中继选择的协作通信系统 遍历信道容量分析

本文对中继选择协作通信网络系统的遍历信道容量展开研究.在假设独立同分布瑞利信道条件下,分别推导出机会中继选择算法和部分中继选择算法解码转发中继模式下一些重要因素的闭式表达式,包括累计概率密度函数,累积分布函数和遍历信道容量.结果表明,利用中继选择技术能有效提高系统分集度.此外,遍历信道容量性能受中继节点数目、链路信噪比的影响.通过数值仿真分析验证了理论闭式解的正确性.实验结果表明通过信道反馈状态信息调节最优数据发送速率,非中断信道容量能达到遍历信道容量.     

多脉冲位置调制解调的CPLD实现研究

多脉冲位置调制是室内可见光通信的主要调制方式之一。它的功率利用率高,频带利用率好,抗干扰性强。为了实现室内可见光通信,首先,分析了MPPM编码的基本原理和映射方式;在此基础上,利用CPLD器件完成了MPPM编码调制、解调系统设计,这种调制的信号是由同步信号和MPPM信号组成,解调则采用CPLD数字锁相环实现位同步提取;最后,完成了调制、解调系统的实验及仿真,实验结果理想。     

Channel Capacity Estimation in TDMS-Based MIMO Measurements

Time-division multiplexed switching (TDMS)-based multiple-input multiple-output (MIMO) channel sounders are widely used for wireless channel measurements due to their effective costs. However, measurement noise such as phase noise in the local oscillators as well as additive white Gaussian noise (AWGN) can result in significant errors in channel capacity estimates. This study analyzes the impact of phase noise and AWGN on channel capacity in TDMS-based MIMO measurements, with a channel capacity estimator presented that reduces the impact of noise on both the spatial multiplexing gain and on the power gain. Simulations demonstrate that the estimator consistently obtains the true capacity for various MIMO channel scenarios, even if only a limited number of observations are available.     

一种构造八环准循环LDLC码的搜索算法

为了找到一种结构简单,又具有逼近香农限的线性码,应用构造准循环LDPC（low density parity check）码的算法思想,结合LDLC（low density lattice codes）的特点,对该算法进行改进,用以构造八环LDLC校验矩阵。保证LDLC生成序列在各行或各列中顺序和正负号的随机性以及在每行每列中元素分布的均匀性。同时分析了该算法的复杂度。在AWGN信道下仿真结果显示：用这种算法构造的八环LDLC的性能明显地好于现有的六环LDLC码的性能。     

基于卡诺机的大规模MIMO通信容量建模及性能分析

信息本质上以能量和熵的形式在通信系统中流动,类似于传统热机中的能量流动过程。结合热力学卡诺机模型和经典香农信息论理论,建立了一个广义的热力学(multiple input multiple output, MIMO)通信系统模型,对大规模天线通信场景下使用前向纠错码的信道容量进行分析。利用通信系统中存在的自由度和熵的概念,推导了热力学模型下的广义信道容量,并对信道容量与噪声自由度及编码开销的关系进行验证仿真。仿真结果表明,所提出的热力学信道容量与香农信道容量是一致的。     

The Shannon capacity of a communication channel, graph Ramsey number and a conjecture of Erdös

We briefly introduce the connection between the Shannon capacity of a communication channel and graph Ramsey number, which may receive attention from researchers on communication theory and graph theory.     

基于LDPC编码的交织多址接入(IDMA)系统

交织多址接入（IDMA）技术是第四代移动通信的关键技术之一,为了使该系统更加接近多址接入的信道容量限,设计了一种基于LDPC码编码的交织多址接入（IDMA）系统,并将它与传统的基于卷积码编码的IDMA系统在高斯白噪声(AWGN)信道下进行了性能比较。仿真结果发现,随着信噪比的增加,该系统的多用户性能曲线会逐渐向单用户性能曲线靠近;16个用户时该系统在误比特率为10-6情况下离多址接入的信道容量限大约是2.6 dB,而相同条件下,基于卷积码编码的系统大约是6.0 dB。清楚地表明：设计的系统更加接近多址接入的信道容量限,可以获得更多的编码增益。在实际应用中,非常适合于高速的数据传输业务。     

基于LDPC编码的交织多址接入（IDMA）系统

交织多址接入（IDMA）技术是第四代移动通信的关键技术之一，为了使该系统更加接近多址接入的信道容量限，设计了一种基于LDPC码编码的交织多址接入（IDMA）系统，并将它与传统的基于卷积码编码的IDMA系统在高斯白噪声（AWGN）信道下进行了性能比较。仿真结果发现，随着信噪比的增加，该系统的多用户性能曲线会逐渐向单用户性能曲线靠近；16个用户时该系统在误比特率为10^-6情况下离多址接入的信道容量限大约是2．6dB，而相同条件下，基于卷积码编码的系统大约是6．0dB。清楚地表明：设计的系统更加接近多址接入的信道容量限，可以获得更多的编码增益。在实际应用中，非常适合于高速的数据传榆业务。     

草原植物群落物种多样性与结构稳定性之间的相关性分析

以位于内蒙古高原中东部的锡林郭勒草原的代表性植物群落做为研究对象，在不同的空间尺度上，以生物量涨落、频度涨落及微涨落种群比例做为群落结构稳定性的度量指标，与表示草原植物群落物种多样性的丰富度指数、Ｓｈａｎｎｏｎ－ｗｉｅｎｅｒ指数、均匀度指数进行了直线回归分析，主要结果如下：１）以频度涨落反映的群落结构稳定性与丰富度指数，Ｓｈａｎｎｏｎ－ｗｉｅｎｅｒ指数不相关；２）生物量涨落在区域尺度上（荒漠草原－典型草原－草甸草原）与丰富度指数、均匀度指数以及Ｓｈａｎ－ｎｏｎ－Ｗｉｅｎｅｒ指数呈正相关，即群落多样性越高，其结构稳定性越高；３）尺度对多样性与稳定性关系起着十分重要的作用．在群落尺度上（群系内三个群落类型之间相比较），微涨落种群比例、生物量涨落与几个多样性指数都不相关，说明物种多样性对于全局稳定性起着更明显的影响．     

一种二脉冲的MPPM编码映射方法研究

提出了一种新的二脉冲的MPPM编码映射方法。该方法用于实现输入二进制比特流与多脉冲位置调制(MPPM)符号之间的转换。用Verilog硬件描述语言完成了编码器的设计工作。与目前普遍应用的列表法和星座图法比较,表明该方法具有应用灵活、计算量小、易于实现的特点。     

基于LDPC码的BICM方案的性能研究

将LDPC码与比特交织编码调制(BICM)相结合,分别给出了在QPSK、8PSK调制方式下AWGN信道和Rayleigh衰落信道中的性能,并在Rayleigh衰落信道中分析了信道信息对于性能的影响．在译码端没有采用解调器和译码器之间的迭代,因此译码复杂度相对较低．仿真结果表明,BICM中采用LDPC码在AWGN信道和Rayleigh衰落信道中都具有较好的性能．