5G网络下的多用户多输入多输出(MIMO)研究

本研究深入研究了在5G网络环境下的多用户多输入多 输出(MIMO)技术的重要性和潜力。通过详细的分析和实验,我 们发现MIMO技术不仅在提高5G网络性能和容量方面发挥关键 作用,而且具有解决多用户干扰和显著提高数据传输速度的潜力。 这些发现对于5G网络的未来发展至关重要,将为通信技术领域 的创新提供重要的启示和方向。我们的研究为加速5G网络的进 一步演进和改进打下了坚实的基础。

多输入多输出(MIMO)系统信道容量技术

本文讨论了在多输入多输出( Multiple- Input Multiple- Output,MIMO)信道上传输的基本容量极限。首先假设信道矩阵是独立的复高斯变量,按照这种理想环境推导出MIMO信道容量;

基于莱斯信道的大规模MIMO协作中继网络设计与优化

随着移动通信技术的不断发展,大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统被广泛应用于提高网络容量和性能。而协作中继网络作为一种有效提高通信覆盖能力和网络容量的手段,也受到越来越多的关注。文章基于莱斯信道模型,针对大规模MIMO协作中继网络进行设计与优化,旨在提升网络的可靠性和传输效率。通过对信道特性的分析和系统参数的优化,可以实现更好的性能表现。

差分协作系统中的软输入软输出多符号差分球形译码

在差分协作系统中,为了解决硬判决多符号差分检测(multi-symbol differential detection,MSDD)译码过程中,部分信息丢失导致性能损失以及该算法中最大似然检测计算复杂度高的问题,提出了一种软输入软输出的多符号差分球形译码(SISO-MSDSD)算法.该算法利用球形译码思想,在一定搜索范围内计算编码比特的对数似然比(LLR),去除先验信息可获得编码比特的外信息,经内部译码器判决得到源信息.仿真分析表明,比较硬判决MAP算法,SISO-MSDSD算法性能明显提高,且在信道频偏较大时,随着分组长度增加能有效提高检测性能.此外,在低SNR区域,SISO-MSDSD算法对复杂度的改善也十分明显.因此,SISO-MS-DSD可作为一种较好的软检测算法应用于差分协作系统中.

协作多输入多输出环境反向散射通信系统遍历速率分析

针对传统物联网(IoT)能耗大、频谱资源稀缺的问题,提出了由环境反向散射、协作接收机(CRx)和环境射频(RF)源共同构建的协作多输入多输出环境反向散射通信(MIMO-AmBC)系统模型。首先,通过使用PSR方案对该系统模型进行分析,推导出信噪比(SNR);其次,推导出主链路和反向散射链路的遍历速率近似表达式,并得到反向散射链路遍历速率最大值表达式;最后,将其与传统蜂窝网络、CSR方案作对比。实验结果验证了理论推导的正确性并给出有意义结论:1)反向散射链路速率随接收天线数对数增长,与发射天线数无关。2)在SNR为10 dB时,PSR方案的和速率比传统方案、CSR方案分别提升36.8%和29.9%,虽然PSR方案的主链路速率比CSR方案降低5.5%,但反向散射链路的遍历速率比CSR方案提升7.7倍。为实际应用选取AmBC共生方案提供了理论参考。

多输入多输出协作网络的增量中继技术研究

研究表明增量中继技术既能够使无线协作网络达到较高的分集增益,同时也可以提高系统资源(频谱,功率等)的利用率。文中研究了一个多输入多输出(Multi-input Multi-out-put,MIMO)中继信道,包含1个信源,1个中继以及1个信宿,所有节点均为多天线。中继节点为半双工工作模式,且采取增量中继技术。仿真结果表明其在性能上优于原有方法。

4×4MIMO（多输入多输出）射频测试解决方案

本款MIMO射频测试系统包括最新推出的2920型矢量信号发生器（VSG）、2820型矢量信号分析仪（VSA）、2895型MIMO同步单元和功能强大的MIMO信号分析软件。其功能包括：支持4×4MIMO应用；支持多种商用通信标准，包括移动蜂窝、WiMAX和WLAN；±1ns的信号采样同步功能；峰-峰信号采样抖动低于Ins；峰-峰射频载波相位抖动低于1。

单基地多输入多输出声呐的方位分辨力

为了研究波形分集和发射子阵对多输入多输出(multiple-input multiple-output:MIMO)声呐方位分辨力的影响,建立了同时适用于MIMO声呐和传统有源声呐的远场和近场波束图推导模型,证明了这两种声呐具有相同的方位分辨力。首先,将MIMO声呐发射阵划分为子阵无重合与子阵有重合两种情况,并对传统有源声呐的发射阵也进行相同的划分。据此,推导出两者的远场和近场阵列流型向量均可表示为发射与接收阵列流型向量的直积。接着,利用阵列流型向量的一致性证明了波束图(远场和近场)的一致性。进一步地,证明了发射子阵有重合的情况等效于对发射阵列进行幅度加权(发射阵列中间部分的阵元权值大于两端部分的阵元权值),其可获得更低的波束图旁瓣级但不能提高方位分辨力。理论分析与仿真结果表明:MIMO声呐的有效孔径等于发射与接收联合孔径,其方位分辨力由发射与接收阵列结构所决定,波形分集和发射子阵并未带来更高的方位分辨力。

基于协作MIMO的多跳WSN动态分簇选择算法研究

为解决基于协作多输入多输出(Multi-input multi-output,MIMO)的同构无线传感器网络(Wireless sensor net-works,WSN)能量节省与能耗均衡问题,建立了多跳分布式WSN系统模型.对协作MIMO通信中的簇间长传输距离与簇内短传输距离进行了分析,找到与传统单输入单输出(Single-input single-output,SISO)传输相比更节省能量的距离门限.根据分析提出了一种新的基于剩余能量与距离门限的动态分簇(Dynamic clustering based on remaining energy and distance thres holds,DCREDT)选择算法,在节省能量的前提下,使剩余能量较大的节点优先成为簇首,实现了簇首与其他节点之间的能耗均衡.最后分析了采用DCREDT选择算法进行多跳传输的总能耗,并仿真验证了该算法的合理性与有效性.

MIMO干扰信道下的协作干扰对齐优化算法

干扰对齐是将来自其他发射机的干扰信号对准到同一信号子空间,从而减少对期望信号的干扰的一种传输技术,近年来得到了广泛的关注。本文为K用户多输入多输出(MIMO)干扰信道系统提出了一种协作干扰对齐优化算法。通过对信道的奇异值分解,基于矩阵弦距离,不仅选出一组最好的特征子信道来传输信号,而且还选取一组有利于有用信号远离干扰信号的预编码矩阵,这样,可以最大化减少干扰对有用信号的影响。另外,本文还根据得出的预编码矩阵来计算和优化干扰抑制矩阵。本文算法在没有用迭代的基础上来计算预编码矩阵和干扰抑制矩阵,这样不仅使整个系统的复杂度大大降低,进一步,仿真结果显示容量和能量效率较其他算法有明显改进,这也正是最近受到广泛瞩目的绿色通信所要求的。

基于多输入多输出技术的无源雷达信号模型

借鉴正交信号多输入多输出(MIMO)雷达的思想,利用多个照射源信号进行目标探测与定位,可显著改善无源雷达的系统性能。以调频广播信号无源雷达为背景,研究了多照射源条件下的雷达信号模型及相参合成原理,分析了各信号间的相位关系和影响信号相参合成的各种因素。结果表明:只要能有效消除各信号间的差异相位项,实现多照射源信号相参合成、改善无源雷达检测信噪比是切实可行的。

多输入多输出变量带误差模型的最坏情况频域辨识（英文）

本文将单输入单输出(SISO)变母带误差(EIV)模型的频域最坏情况辨识方法推广应用于多输入多输出(MIMO)情况.类似于SISO情况,多输入多输出变量带误差(MIMO EIV)模型的辨识模型集合由估计的系统名义模型及其最坏情况误差界描述.所估计的系统名义模型表征为正规右图符号,其最坏情况误差界具有可能的更少保守性,可利用EIV模型的先验信息和后验信息由v-gap度量量化得到.因此,这种模型集合非常适合于后期利用Vinnicombe提出的H。。回路成形法设计鲁棒控制器.最后,利用一数值仿真实例验证所提出辨识方法的有效性.

多输入多输出信道空域相关性评估简化模型

针对任意散射环境的多输入多输出(MIMO)信道,提出一种基于角度域脉冲采样的空域相关性评估简化模型,推导常见采样脉冲空域相关系数的近似简化解析式,并详细分析简化模型中采样脉冲数目和加权系数的选取依据,大大降低MI-MO衰落信号空域相关性分析的复杂度。仿真结果表明:当到达波角度扩展为5到20度且采样脉冲数目大于36时,本文简化模型的绝对误差均值小于0.005,但运算量远小于其它模型,可满足实际信道建模、天线阵列设计、系统容量及误比特率计算等精度需求。

下行多小区MIMO系统协作多点传输联合调度机制

提出一种基于协作多点传输的下行多小区多输入多输出(MIMO)系统联合调度机制,充分利用多小区间的联合调度来降低小区间的干扰,提高系统的吞吐量.该方案利用多小区基站间的协作,根据用户反馈的信道信息间的相关性,在不牺牲系统资源情况下联合调度互相干扰小的用户抑制小区间的干扰.仿真表明:该方案在相同情况下与传统的多小区下行MIMO系统相比,具有显著的小区平均系统吞吐量增益及边缘用户吞吐量增益.

统一框架下协作MIMO系统预编码方案

针对在协作MIMO系统中多小区及多用户间的干扰对系统性能的影响,一般都会基于某种设计准则进行预编码处理,但是由于设计目标的单一性会导致系统性能的不均衡,为了优化系统的整体性能,均衡各种性能指标,提出了统一数学框架下的预编码方案,并基于凸优化理论借助拉格朗日方程给出了预编码矩阵的求解方法。经仿真证明,算法在目标函数的收敛速度以及系统容量方面具有一定的优势,表明了所提方案实施的可行性。

基于RMT的协作MIMO频谱感知

针对认知无线电技术中的频谱感知问题,将已经广泛应用于无线通信领域的随机矩阵理论(RMT)引入到多认知用户MIMO环境中,提出了基于随机矩阵理论的协作MIMO频谱感知算法。该算法不需要预知噪声的统计特性和噪声方差,而是利用大维随机矩阵特征值的极限分布特性进行频谱感知。新算法充分利用了协作技术及MIMO技术的优点来提高感知性能。理论分析和仿真结果均表明,新算法整体性能优于同类算法和典型的能量检测算法。

多基站协作传输中的宽带OSTFDM-MIMO系统

在多基站协作传输中,由于发射天线分布在不同基站而导致接收信号具有内在的时间异步特性。基于现有MIMO系统同步环境下应用的正交空时分组码,提出了能适应多基站协作环境的一种异步空时分组码构造方法,并给出了相应的宽带OSTFDM-MIMO系统发射端编码结构和接收端译码实现。该系统在多基站协作传输中对信号异步传输具有鲁棒性,较传统的其它系统结构能提供更高的空间分集度和更高的数据传输速率,但同时不会增加系统接收机的译码复杂度。

LDPC码和协作MIMO系统结合的波束成形技术性能分析

将波束成形技术用在协作多输入多输出(MIMO)系统中,通过半双工的放大转发模式的中继传输协议,提出了奇异值分解与最小均方误差(SVD-MMSE)混合波束成形技术的方法。将发送端的信息采用低密度奇偶校验码(LDPC)编码,可以有效利用空间分集,提高了系统性能。通过Matlab仿真表明SVD-MMSE的混合算法的误码率性能比单一的SVD算法和MMSE算法在BER=10^(-6)时分别提高了0.5 dB和0.4 dB左右。

MIMO认知无线电系统中协作频谱共享方案

针对一对主用户收发链路和一对次用户收发链路构成的多输入多输出(MIMO)认知无线电系统,为有效提高主用户和次用户的系统容量,提出了一种基于线性预编码设计的协作频谱共享方案,其中主用户出让一半的传输时间,而次用户则通过协作中继方式与主用户共享频谱,并给出了相应的主、次用户的预编码矩阵的联合设计。仿真结果表明,与传统机会频谱共享方案相比,协作频谱共享方案可以显著提高主用户和次用户的系统性能。

协作式中继增强MIMO通信系统的联合波束成形

本文对协作式中继辅助的多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)通信中的联合波束成形问题进行了研究。首先推导了接收信噪比的下界,并基于该下界建立了联合波束成形的数学模型;然后推导了分布式波束成形的最优方案;最后设计了联合优化信源的多天线波束成形和协作式中继的分布式波束成形的算法,从而获得联合波束成形方案。计算机实验仿真表明所提联合波束成形方案获得明显的性能增益。