基于协方差反馈的多天线系统优化发送研究

为了克服多天线信道相关性的影响,提出一种新的自适应发送方案。应用空时分组码特征波束成型技术和格形编码调制(TCM)来获得分集增益和编码增益。针对采用和不采用交织器两种情况,基于成对差错概率(PEP)准则,分析了系统的统计性能,分别得到了使系统编码增益和分集增益最大化的TCM设计准则。根据注水法则和Lagrange乘子法求得波束间功率分配算法最优解。此外,码距作为优化功率加载算法中的权重因子,有效降低了获取波束成形分集的信噪比门限。分析和实验结果表明此方案复杂度低,能有效克服相关衰落。

具有干扰和协方差反馈的多天线系统信道容量

研究了带有同信道干扰和协方差矩阵反馈的多输入多输出多天线系统遍历信道容量最优化问题.首先利用大数定理,对同信道干扰成分进行等效,通过梯度映射算法得出一种多天线系统遍历信道容量的最优估计算法,最后,仿真观察该最优估计算法的性能与性质.结果表明:该算法的性能在大干扰功率与信道相关性较强情况下接近最优的独立注水算法.

基于协方差反馈和空时分组码预编码的自适应QAM调制

基于多天线相关信道协方差反馈,提出一种低复杂度自适应正交幅度调制(QAM)机制以提高系统发送速率。根据最小误比特率(BER)准则,建立了最优空时分组码(STBC)预编码方案。并在保证系统可靠性要求下,针对不同的信道衰落条件选取合适的QAM星座图级别。结果表明所建议机制具有低实现复杂度、低反馈带宽开销和高数据流通率等优点。

具有协方差反馈控制的无人机INS/GNSS组合自适应CKF算法

为提高无人机INS/GNSS组合导航对过程噪声方差的自适应能力,提出了一种具有先验状态协方差反馈控制的自适应容积卡尔曼滤波(CKF)算法。在该算法中,首先将系统后验状态和误差协方差信息反馈至滤波过程中,构成CKF协方差传播的闭环结构;然后,基于极大似然准则,利用估计窗口内的反馈状态和误差协方差信息,建立了一种先验状态协方差在线反馈控制策略。提出的方法在调整过程中能够保证先验状态协方差的正定性,克服了传统噪声统计估计方法需要对负定结果进行额外修正的缺陷,从而有效抑制了过程噪声方差不确定性对滤波解的影响,提高了CKF用于无人机INS/GNSS组合导航解算时的自适应能力。通过无人机INS/GNSS组合导航仿真实验验证了提出算法的有效性。

协方差反馈时空时编码系统的线性预编码设计

本文讨论了在空间相关的多输入-多输出(MIMO)系统中利用发射端已知的信道协方差矩阵最优设计线性预编码矩阵的问题。推导出最优的预编码矩阵的方向与发射相关矩阵和空时编码的结构相关,而最优的功率分配方案与发射相关矩阵、接收相关矩阵和空时编码都相关。仿真结果表明本文推导出的最优功率分配方案的性能优于平均功率分配和单方向波束形成方案。

非理想反馈MIMO信道发射功率的信息论分析

研究了发射端只有非理想信道状态信息反馈的单用户多输入多输出(MIMO)无线通信系统的最优发送策略。当发射端具有信道协方差矩阵信息时,使得平均信道容量达到最大的发射方向和信道状态协方差反馈矩阵的特征矢量相一致,而相应的发射天线上的最优功率分配则难以解析获得。通过研究舒尔-凹函数的性质,对平均信道容量函数进行理论分析,并推导了输入协方差矩阵特征值分布达到信道容量的最优条件,以此探究发射天线上的最优功率分配方案。数值结果验证了上述结论的正确性。

部分信道状态信息下简化的MIMO功率分配算法

针对当发端只有部分信道状态信息(Partial CSI)-信道统计信息时,最优的发送功率分配算法计算复杂度高这一问题,利用詹森(Jensen)不等式和注水法得到了一种简单的、低计算复杂度的功率分配算法.实验结果表明,对于收天线数不小于发天线数的MIMO系统,该算法对应的平均互信息和最优功率分配算法对应的信道容量吻合较好,可作为一种简便的功率分配算法应用于实际中.

一种新型的相关多入单出莱斯衰落信道遍历容量公式(英文)

具备平均信道信息反馈的相关多入单出莱斯衰落信道遍历容量,具有重要理论和应用的意义。为此推导了一个新的遍历容量公式,该公式可表示为一个二重积分。此外,还给出了具备协方差反馈的遍历容量公式。通过数值仿真,显示了信道相关性对遍历容量的影响,以及波束成形和等功率分配在遍历容量的性能表现。