非理想条件下认知非正交多址接入系统中断性能研究

为满足网络需求,提高系统频谱利用率,该文提出一种覆盖式认知非正交多址接入(CR-NOMA)网络。考虑实际中非线性功率放大(NLPA)、非理想连续干扰消除(ipSIC)和非完美信道状态信息(CSI)等非理性因素,研究所提网络的可靠性能,推导出系统中断概率(OP)和系统吞吐量的解析表达式,并进一步分析高信噪比下中断概率的表达式、理想状态下中断概率的高信噪比(SNR)近似、分集阶数。分析及仿真结果表明:NLPA,ipSIC和信道估计误差参数对系统中断概率性能有负面影响;中断概率随着信噪比的增加而减小,在高信噪比下收敛到一个固定常数;中断概率随着功率分配系数的改变也会产生相应的变化。

解析法-Nelder Mead单纯形算法确定太阳电池参数

光伏发电系统的设计计算、性能评估及优化控制要求快速、准确的确定太阳电池模型参数。针对太阳电池单、双二极管模型参数辨识问题,该文提出一种基于解析法和Nelder Mead单纯形法重启策略的A-bcNM混合算法。先用实测I-V曲线上的部分关键点计算合成参数,再以单二极管模型近似解析式快速定位搜索始点,最后在边界范围内利用Nelder Mead单纯形算法的重启策略最小化实测数据与模拟结果之间的均方根误差,以提高拟合精度及参数解的质量。MATLAB环境下,利用2种典型太阳电池的实测数据对A-bcNM算法的有效性进行了测试和验证。与已有的其他算法相比,A-bcNM算法收敛速度快,计算量小,辨识精度高,可快速、准确的确定单、双二极管模型参数,为识别太阳电池的工作特性提供了一种有效方法。

MIMO干扰信道下低复杂度的分布式干扰对齐算法

干扰对齐技术可以有效地提高干扰信道容量和抑制干扰,其问题归结为求得闭式解。传统的干扰对齐方案根据信道的互易性,采用迭代的方法(分布式)来逼近闭式解,但带来了较大的计算开销。本文在K用户MIMO干扰信道系统中提出一种低复杂度的分布式干扰对齐算法,通过对用户K的干扰协方差矩阵进行排序QR分解算法,该分解算法是基于修正的Gram-Schmidt方法,选出酉矩阵Q最后的dk列作为用户近似的干扰抑制滤波矩阵,和传统分布式干扰对齐方案相比,在基本保持系统容量和迭代收敛速度的同时,系统的复杂度明显降低。仿真结果验证了算法的有效性。

低复杂度的自适应置信差分迭代译码算法

针对中短码长的低密度奇偶校验规则码(Low Density Parity Check,LDPC)规则码,该文采用消息更新规则改进和因子图变换方法,提出一种低复杂度差分迭代译码算法。在置信传播算法的基础上,仅当变量节点的消息值振荡时引入差分映射策略,得出一种选择性的置信差分规则,自适应地调整校验节点消息的归一化系数,提高译码性能。同时,采用展开校验节点的图变换方法,将计算复杂度从随节点度分布指数性增长降至线性增长。分别在高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下进行仿真实验,结果表明该算法和基于图变换的其他低复杂度译码算法相比,性能优越且复杂度低,和对数似然比的置信传播算法(LLR-BP)相比,高信噪比区域内的性能优异,低信噪比区域内的计算复杂度明显降低。

基于OBE理念的通信工程专业人才培养模式建构

文章根据当前通信工程专业学生的特点,在进行人才培养的时候,需要综合当前时代发展的情况以及社会的人才需要特点等,确定人才培养的目标和模式,以不断完善通信工程专业的人才培养模式。在OBE理念的基础上进行通信工程专业人才培养,其相关研究成果能够在各个院校和相关专业的人才培养中起到重要的示范作用,有很大的推广价值。

基于变分推理的Turbo频域均衡与信道估计

针对时变频率选择性信道下的单载波编码传输系统,提出了基于变分推理的低复杂度Turbo频域均衡与信道估计联合迭代算法。所设计的软输入软输出检测器和子块间干扰抵消器能统一处理信道估计误差的影响。通过分析接收信号因子图,提出了算法实现的双迭代结构,内迭代完成联合频域均衡与软信道估计,外迭代进行软干扰抵消和解码。仿真结果表明,所提出算法的误码率性能和对叠加训练信号强度的稳健性均优于具有相似复杂度的期望最大化方案。

基于FPGA的通信技术综合实验课程教学模式设计

通信技术综合实验是通信工程专业必修的一门综合性实验课程,对提升学生的工程实践能力和解决复杂工程问题能力具有重要意义。以通信技术综合实验课程的培养目标为依据,设计了由学生团队半自主命题并完成实验任务的教学模式,采用软件无线电硬件实验平台,设计并验证基于FPGA的编码、调制、解调、解码和同步等通信收发电路。整个课程教学贯彻以学生为中心的教育理念,注重过程管理,全方位多角度进行考核,对学生和老师均提出了较高要求,确保了课程的含金量。

基于改进ICA-R算法的多用户信号盲提取

针对单通道通信系统中多用户信号盲源分离(Blind Source Separation,BSS)时出现的干扰问题,提出了一种改进的带参考向量的独立成分分析(Independent Component Analysis with Reference,ICA-R)算法。该算法通过将接近性度量函数的倒数添加到对比函数中,从而得到一个新的对比函数,然后利用拉格朗日乘子法得到最优的权向量,最后,通过线性转换提取出多用户信号。提出的改进的参考独立分量分析算法与先进的ICA-R方法相比具有更快的收敛速度和更高的提取精度。仿真结果表明,该算法能够有效地提取出多用户信号,并且提取精度高,算法的鲁棒性好。

基于回溯的RFID防冲撞算法

针对RFID系统中常见的冲撞问题,提出一种基于回溯的精简结点二叉树搜索防冲撞算法,在分析二进制搜索和动态二进制算法性能的基础上,得出了提高效率的关键所在,在达到较高效率的同时解决了其它算法要求存储空间较大的问题,具有良好的实用性。

BICM-ID系统中的均匀重加权迭代译码算法

针对LDPC编码的BICM-ID系统,建立了正规因子图模型。从消息更新规则的角度,运用变分方法统一解释了均匀重加权置信传播算法和标准置信传播算法。将均匀重加权方法提高性能的特点与置信传播的特性相结合,推导出均匀重加权迭代译码算法,讨论了边出现概率对算法性能的影响。分别在高斯白噪声信道和不同调制方式下进行仿真实验。结果表明,提出的均匀重加权迭代译码算法性能均优于标准置信传播和差分映射置信传播等迭代译码算法。

基于软符号估值的估计转发无线中继模式

在研究已有的放大转发（AF）和解码转发（DF）这两种中继模式的基础上，根据估计转发（EF）的思想，提出了一种对软符号和相应噪声功率估值的新型EF无线中继模式，并设计了基于联立求解方程组来实现这种中继模式的简化算法。分析了这种EF模式相比于已有模式的特点和优势。在仿真实验中分别设定了两种协作场景，对上述3种转发模式的性能进行了比较。仿真结果表明，软符号的EF机制在误比特率和误帧率性能方面都优于传统的AF模式和DF模式，获得了较为显著的增益。

LDPC-BICM图模型中新的非参数消息调度机制

针对时变信道下LDPC编码的比特交织编码调制(Low Density Parity-Check coded Bit-Interleaved Coded Modulation,LDPC-BICM)系统的因子图模型中信道估计精度低与复杂度较高等问题,改进传统参数消息调度机制,提出一种新的非参数消息调度机制实现联合信道估计与译码。为获得性能与复杂度的折中,一方面从全局角度考虑,合理选择不同的内外迭代组合形式,设计了稀疏估计的消息调度机制,一方面从迭代译码角度考虑,通过选择不同的门限和比较准则,设计了局部选择性更新的消息调度机制。同时,将max-sum规则与MCMC粒子滤波相结合,给出基于硬判决的信道消息更新机制,有效解决了粒子样本枯竭问题,提高了信道估计精度。仿真结果表明,这种消息调度机制不仅有效降低复杂度,并且优于传统的消息调度机制。

基于GSM接收机的集成多相滤波器设计

本文介绍了用于GSM接收机的低中频多相滤波器的设计,采用有源RC电路架构且单片全集成。设计采用TSMC0.18um CMOS工艺,通过spectre仿真,滤波器的中心频率为110kHz,带宽200kHz,增益30dB,镜像抑制比38dB。

大规模MIMO室外无线光通信系统中基于分段高斯近似的最大似然盲检测算法

在室外可见光通信场景下,现有的盲检测算法在近似信道模型时,往往未能与真实信道模型的概率密度函数在截尾处充分拟合,导致在寻找最佳判决门限时存在误差,从而影响系统的平均误符号率性能。因此,针对大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)室外无线光通信系统,提出了一种基于分段高斯近似的最大似然盲检测算法。该算法在强大气湍流情况下,得到各个子信道叠加后的等效信道模型服从伽马分布,依据等效信道概率密度函数的唯一极值点确定左右两个分段区间,得到各个子信道在两个分段区间的一阶和二阶统计信息,然后利用中心极限定理和大数定理得到等效信道在两个分段区间都近似服从高斯分布,弥补了等效信道模型与真实信道模型的概率密度函数在截尾处拟合较差的缺点,获得了精确的最佳判决门限,从而改善了系统的平均误符号率性能。为了验证该算法的优越性,通过MATLAB仿真实验将其与现有的盲检测算法进行平均误符号率性能对比。实验数据表明,在收发天线数为4和小信噪比的情况下,所提算法的平均误符号率性能相比现有盲检测算法性能提高近10倍。同时,在接收天线数为8时,所提算法的平均误符号率性能与现有盲检测算法在接收天线数为16时的性能接近,接收天线数是原来的50%。实验数据充分说明,相比于现有的盲检测算法,所提算法在仅利用信道的数学模型和统计信息的情况下,随着收发天线数的增加能够明显提高系统的平均误符号率性能。

博物馆温湿度检测系统的研究与改进

针对市面上应用于博物馆环境下的温湿度检测装置测量精度低且功耗过高等问题,设计准确度高、操作简单、功耗低、小巧轻便的检测装置,实现对温湿度的精确测量和快速反馈。系统采用MSP430单片机和SHT11芯片设计温湿度检测模块,用ZigBee技术实现数据从检测模块到终端的传送。采用迭代次数少、收敛速度快的RLS-BP神经网络算法对采集数据进行优化。仿真及现场实验结果均表明,该系统检测精度高、抗干扰能力强、可扩展性好,算法优化效果明显,可较好地满足博物馆对环境温湿度检测的特殊要求,具有良好的应用推广价值。

2.6 GHz下的5G NR覆盖能力分析

当前关于5G新空口的研究主要集中在中高频段,4G使用的低频段重耕对于5G规模连片组网意义重大,但对此研究较少。在讨论影响无线电传播能力因素的基础上,选取3GPPTR38.901中城区室外非视线传播模型,使用当前主流空口参数,进行多系统主要物理信道传播能力的仿真。通过对比4G和5GNR各频段相同物理信道的覆盖能力,得到2.6GHz频段下的5GNR主要信道覆盖能力可在现有4G基础上实现连片覆盖。

分布式MIMO系统最优功率分配容量分析

大规模分布式MIMO(Distributed Multiple-Input Multiple-Output,D-MIMO)系统的性能不仅受到小尺度瑞利衰落的影响,而且还受到路径损耗的影响,系统的容量分析存在一定的困难。目前容量分析多以天线等功率分配为主。基于信道统计信息,结合线性排列天线的结构特点,针对大规模分布式MIMO功率优化后的容量性能进行分析,提出一种最优功率分配方案。与传统的等功率分配方案相比,最优功率分配方案可以使分布式MIMO系统的容量获得较大提升。

基于共轭梯度法的低复杂度信道估计

考虑在大规模MIMO系统中基于导频的信道估计,基站端配置有数百根天线,传统的MMSE估计器虽然在估计精度上有着良好的性能,但是由于在利用MMSE方法进行信道估计时,存在对协方差矩阵求逆的运算,导致其计算复杂度为O(M)3,其中M为信道协方差矩阵的维度。在基站天线数很大的时候,这将是一个极其复杂的过程。为解决这个问题,将通过将求逆过程转化为解线性方程组的问题,利用共轭梯度法,使整个计算过程的计算复杂度降为O(NM)2,其中N为共轭梯度法的迭代次数,而且N<<M。

室外大规模MIMO可见光通信最大似然检测算法

室外场景下,可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统受到大气湍流和衰减效应的影响,导致光强度信号随机变化,系统可靠性难以保证,严重影响系统性能。基于信道对数正态分布模型和统计信息,分析最终统计判决量,提出了一种在已知信道统计信息情况下的半盲最大似然检测算法。与传统均值检测算法相比,提出的半盲最大似然检测算法可较大提升室外大规模MIMO-VLC系统的误码率性能。

基于子空间相关信道模型的大规模MIMO信道估计

考虑到大规模MIMO系统的信道向量近似正交以及大量可用自由度,可以对接收信号运用奇异值分解(SVD)理论进行信道估计,并且产生的模糊矩阵用一小段导频就可以完全解决。MIMO系统的性能依赖于传播环境的复杂度和所用天线阵列的性能,更依赖于实际信道所提供的自由度。因此介绍了一种信道模型,该模型中角域划分为有限的信号到达方向,也就是到达角(AOA),并考虑在上行链路中将优于特征值分解(EVD)的SVD运用在AOA相关信道模型上进行信道估计。仿真结果显示,相关信道模型下此估计器的估计精度与基于导频的方法相比可以实现大幅度提高,以达到提高大规模MIMO系统性能的目的。