莱斯信道下大规模MIMO多对双向AF中继系统性能分析

大规模多进多出(multiple input multiple output,MIMO)技术和中继系统是当前无线通信领域的研究热点。大规模MIMO技术利用大量天线来增强信号传输性能,可以提高信号的可靠性和传输速率。中继系统通过中继节点转发信号,可以扩大覆盖范围并提高系统容量。然而,在实际应用中,信道条件和传输环境的复杂性对系统性能提出了挑战。分析在莱斯信道下大规模MIMO多对双向放大转发(amplify and forward,AF)中继系统的性能。基于性能分析结果,提出莱斯信道下大规模MIMO多对双向AF中继系统的性能优化方法,包括天线配置、功率分配等方面的优化策略,这对于理解和优化该系统的工作具有重要意义,将为设计和优化无线通信系统提供有价值的参考,并促进大规模MIMO和中继通信技术的进一步发展和应用。

基于迫零波束成形技术的大规模MIMO混合中继系统性能分析

文章基于迫零波束成形技术及不完备信道状态信息,研究了大规模双向多输入多输出中继网络的系统频谱效率和系统能量效率。首先,在中继站的天线数量M足够大时获取用户端信干噪比的一般表达式,得到系统频谱效率与能量效率的一般表达式。其次,获取了功率缩放方案下系统频谱效率与能量效率的渐进值。对于非零信干噪比,当中继站及每个用户终端的发射功率均降低为原来的M分之一,系统能量效率将大幅度提升。

基于网络编码的双向多中继系统中断概率分析

网络编码在双向多中继系统中已经得到了广泛地研究,并有效地提高了双向多中继系统的吞吐量。首先本文导出了在译码转发方式时,独立正交信道和多接入信道下基于网络编码的双向多中继系统平均中断概率表达式。Monte Carlo仿真和理论分析非常吻合,验证了理论分析的正确性。之后分析了系统平均中断性能在不同信噪比和不同中继节点个数等多种情形下与功率分配因子的关系,揭示了功率分配因子与系统总功率和中继节点数量之间的内在关系。仿真结果表明,双向多中继系统采用网络编码进行传输时,在独立正交信道下和多接入信道下的功率分配因子取值在区间[0.5,0.6]内能够获得最优的系统中断概率性能,并且多接入信道下的系统中断性能要好于独立正交信道。

混合毫米波射频/多输入多输出-自由空间光通信中继系统

为准确评价混合毫米波射频/多输入多输出-自由空间光通信(millimeter Wave Radio Frequency/Multiple Input Multiple Output-Free Space Optical,mmW RF/MIMO-FSO)中继系统的性能,利用Meijer-G函数推导出混合mmW RF/MIMO-FSO中继系统端到端中断概率、误码率以及遍历容量的闭合解析表达式。该混合系统的中继采用固定增益方案、接收端采用等增益合并方式合并多路信号。mmW RF信道服从Nakagami-m衰落,FSO信道服从Gamma-Gamma分布。数值仿真结果显示,MIMO技术可以有效缓解由于大气湍流强度的增强而导致的混合中继系统性能降低。随着激光发射器和光电探测器相对应的收发孔径数目的增加,混合中继系统性能逐渐增强,但与此同时系统的复杂度也不断提高。综合分析可知,当激光发射器发送的激光信号束与光电探测器使用的接收孔径数相等且都为2时,MIMO-FSO链路的性能达到最佳状态。

基于张量分解的MIMO多中继系统半盲信道估计方法

针对多输入多输出三跳中继系统,提出了一种基于张量分解的半盲信道估计方法.该方法通过对接收信号构造基于张量分解的PARAFAC和PARATUCK2模型,通过两阶段的迭代算法拟合张量模型.两阶段迭代算法利用ALS拟合PARAFAC模型估计复合信道和发送信号,并利用TALS拟合PARATUCK2模型并行估计三跳信道矩阵.与已有的信道估计方法相比,该方法只需少量的导频序列便能并行估计三跳信道矩阵,不仅可以避免误差叠加,而且提高了系统的频谱利用率,仿真结果验证了其有效性.

两跳MIMO中继系统通信性能分析的研究进展

描述了两跳MIMO(Multiple-input and Multiple-output)中继系统模型,概述了中继通用的转发策略以及系统性能分析常涉及到的信道模型和信源发射方案,详细介绍了两跳MIMO中继系统通信性能分析国内外的研究进展,通过一个具体的例子比较了不同发射策略系统的性能,最后探讨和展望了两跳MIMO中继系统下一步的研究方向。MIMO中继系统的性能分析为MIMO中继系统的工程应用提供了有价值的理论参考。

基于能量收集的多对双向MIMO AF中继系统的和速率分析

采用基于中继功率分配的能量收集方法,中继将接收到的部分射频信号转化为能量并利用收集到的能量放大和转发剩下的信号,通过在中继使用最大比合并/最大比传送的接收和预编码技术,推导出每个用户的遍历速率的下界表达式,然后研究了使所有用户和速率最大的最佳中继功率分配比.仿真结果说明了在最佳中继功率分配比的条件下可以得到最大的和速率,同时给出了和速率与中继天线数和用户对数的关系,并表明了在用户总功率一定的条件下,能量收集中继系统的性能优于传统的没有能量收集的中继系统.

3时隙的双向中继系统中用户选择的性能分析

对于双向中继系统,在某些场景下3时隙方案的传输速率高于2时隙方案,为此提出了3时隙的多用户双向中继系统,该系统包含一个基站、若干用户和一个中继节点。基站和被选择的一个用户通过中继节点进行信息交换,用户选择的准则是使得系统的平均传输速率最大化。从理论上分析了该方案的平均传输速率,仿真得到的平均传输速率与理论值非常接近,验证了理论分析的正确性。

放大-转发OFDMA中继系统多业务资源分配方案

针对独立功率限制、放大-转发OFDMA中继系统的多业务资源分配问题,提出一种在满足实时用户要求前提下,非实时用户数据速率最大化的资源分配方案.根据业务的不同将问题分解为实时和非实时用户的资源分配两个子问题.对于实时用户的资源分配,利用Lagrange方法计算.对于非实时用户的资源分配,每个子载波分配给信道条件最好的用广,针对功率分配提出两步功率分配方法.首先按照总功率约束进行初始功率分配,然后对各子载波的功率进行调整以满足独立功率约束.对于子载波分配提出一种低复杂度的子载波集合分配算法.仿真结果表明,该方案在满足多业务用户要求的同时使系统性能得到优化,且计算复杂度低.

两跳OFDM-AF中继系统的自适应比特和功率分配

将自适应比特和功率分配引入两跳正交频分复用-放大转发(OFDM-AF)中继系统,提出了该系统中的比特和功率分配的最优化问题;并结合贪婪算法的思想,提出了一种自适应比特和功率分配算法,在可靠传输要求和发送功率限制的条件下能最大化吞吐量.仿真结果表明,该算法在保证可靠传输的同时,能显著提升系统的有效性.

利用张量模型的MIMO-OFDM中继系统信道估计

现有MIMO-OFDM中继系统中,大多信道估计采用带有训练序列的监督类信道估计算法,其频谱利用率较低。为此,在对MIMO-OFDM中继系统和信号建模基础上,提出了一种基于内嵌PARAFAC模型的MIMO-OFDM中继系统信道估计,该算法首先利用Khatri-Rao分解算法估计出中继-目的端矩阵,然后利用交替最小二乘算法对源-中继信道矩阵和信源矩阵进行估计,最后对算法的计算复杂度和唯一性问题进行了分析。仿真结果表明,相比三线性的最小二乘算法算法,算法具有较低的单次计算复杂度和较快的收敛速度,性能接近传统带有训练序列的监督类信道估计算法。

弱电场射频直放中继系统参数分析

文中对弱电场射频直放中继系统的主要参数 ,如LCX耦合衰耗、传输衰耗 ,中继器正反向特性、中继器噪声与静噪、中继器的互调、系统噪声积累等做了理论分析 ,并通过大量实际测试数据给出相关参数的工程实际运用值。文中指出 ,射频直放中继系统各参数指标是相互关联、综合制约的 ,为了支持一个稳定可靠的中继系统 ,正确选取与确定各参数指标是至关重要的 ;鉴于隧道口电场的复杂性 ,要使洞外中继器稳定工作 ,工程设计须使隧道内LCX和隧道外天线间的耦合损失大于中继器的增益 ;一些参数指标受技术经济性和制造水平的限制 ,射频直放中继系统中继段在实际工程运用时以 12 0 0m长度为宜。文中对射频直放中继系统的参数分析和结论有助于我国铁路列车无线通信系统的设备制造和工程运用。

天线选择MIMO放大转发中继系统的中断概率分析

结合天线选择与波束形成,分析了双跳放大转发MIMO中继系统在Rayleigh衰落信道中的中断概率.在源节点任意数目发射天线、目的节点任意数目接收天线的情形下,通过使用互补累计分布函数和贝塞尔函数,得到端到端中断概率的封闭表达式.采用Maclaurin级数展开的方法,获得一个很紧的中断概率渐进近似,从中可以得到系统分集阶数.理论结果表明,天线数目较少的链路决定了系统的分集增益.给出Monte Carlo仿真结果,与文中给出的解析结果完全吻合.

基于不完全信道状态信息的多用户MIMO中继系统预编码算法

针对上行多用户MIMO中继系统,在信道存在反馈延迟及估计误差的条件下,以误比特率(Bit error rate,BER)为优化目标,提出了基于最小均方误差(Minimum mean?squared error,MMSE)准则的预编码算法。所提算法将求解发射端、中继节点、接收端矩阵的复杂非凸问题分解为3个独立的子优化问题,发射端的用户配备单天线且服从空间独立分布,先确定发射端预编码矩阵,将求解中继矩阵的凸优化问题转化为半正定规划(Semi?definite programming,SDP)问题,采用CVX工具箱求解,接收端处理矩阵通过线性搜索法求解,最后采用联合迭代法得到各节点矩阵的最优解。仿真结果表明,所提算法能有效改善系统的误比特率性能。

协同中继系统同步算法研究

该文考虑了协同中继系统中的多时偏和多频偏估计问题,提出了一种基于恒幅零自相关基础序列的同步序列,进而提出了相应的多时偏和多频偏估计算法,相关的定时与频偏估计算法只需要做简单的自相关和互相关运算就可以获得良好的估计性能。仿真结果表明,所提出的同步序列和同步算法在协同中继系统中可以取得满意的系统性能。

信道速率优化的无线中继系统数据传输算法

针对无线中继网络信道数据传输效率低、传输能耗大等问题,提出一种信道速率优化的无线中继系统数据传输算法。构建一个工程中常用的多跳半双工放大转发中继系统模型对网络的信道数据中继传输过程进行分析,进行渐近总速率分析并用逆威沙特随机矩阵得到总速率的近似值,采取天线角度调整的优化方法,调整中继天线仰角波束得到最优化的信道总速率。实验结果表明,相较基于最佳频谱租赁和资源共享双向中继通信系统和基于二次频谱接入的中继方案,该算法信道数据传输的丢包率分别降低了8.3%和9.7%,网络能量效率分别提高了21.4%和26.8%。

固态体积式真三维立体显示器中继系统设计

固态体积式真三维立体显示将三维目标体信息通过高速投影光学引擎,依据显示信息表面深度不同,分别投影到对应深度的显示体上。文章设计了用于固态体积式真三维立体显示照明光路中的中继系统,其放大率为-2,物方数值孔径为0.402,优化后畸变小于0.5%,大大提高了固态体积式真三维立体显示器照明系统的能量利用率和均匀性,降低了系统对光源亮度的要求,同时也减小了系统的发热量。

基于模拟网络编码的无线中继系统性能分析

针对上行放大转发(AF,Amplify and Forward)中继网络,从系统级角度对基于模拟网络编码的中继间干扰协调方案进行分析,仿真了小区半径288米和小区半径1000米场景的性能。仿真结果表明:与不采用网络编码的中继系统相比,由于接入链路的资源复用,网络编码能够带来扇区平均吞吐量的增益,在小区边缘用户的性能方面,网络编码在小区半径288米场景带来增益,而在小区半径1000米场景性能下降。

一种多用户的双向中继系统预编码方案

为提高多对用户双向中继系统的性能,提出一种新的预编码方案。设计具有2K个用户和一个中继节点的系统,每个节点通过中继节点交换信息,节点间的信道相互独立且服从瑞利慢衰落,给出用于信息传输的2个时隙,分析中继节点的信噪比和系统的互信息。仿真结果表明,当中继节点的信噪比为25 dB时,该方案的互信息相比传统方案提高1.2 bit/s/Hz。

IPv6中继系统一致性测试系统的设计

通过对IPv6协议中继系统一致性测试目的和方法的深入分析,设计了基于PITS的IPv6中继系统一致性测试系统,介绍了该测试系统的测试方法与结构,通过一个测试实例给出了一致性测试的实现过程,并对测试结果进行了分析。