MIMO系统中分集增益和空间复用增益的折衷关系

论文导出了分集增益与空间复用增益间的最佳折衷关系式。该关系式为阶梯递减右连续函数,阶梯数等于接收天线数目。分集增益的取值与分组长度有关,只有当分组长度不小于发射天线数目时才能获得满分集增益。折衷关系表明,采用合适的空时编码可以同时获得分集增益和空间复用增益,但是两种增益不能同时达到最大。由最佳折衷关系可以推测一定空间复用增益时可得到的最大分集增益,以及一定分集增益时能获得的最大空间复用增益。

基于OFDM的MIMO系统的空间复用增益和分集增益研究

MIMO-OFDM系统利用了时间、频率和空间三种分集技术,使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加,同时可以获得高传输速率.研究使宽带MIMO-OFDM系统获得全分集和最大空间复用增益的各种技术,并通过模拟实验证明空间复用技术结合信道编码和空时编码可以得到高分集增益和空间复用增益.

MIMO系统中空间分集增益与复用增益的权衡分析

MIMO系统由于在收发两端采用多天线,可以获得复用增益和分集增益,克服了无线信道的衰落,并提高了数据传输效率.然而,如何去权衡这两者之间的关系,是研究的重点.从简单的MIMO系统模型入手,在确定衡量其系统性能标准的基础上,研究2×2MIMO系统的3种发送策略,并对比分析其分集增益及复用增益,为MIMO系统在不同信道条件下如何权衡两者的关系提供一定的参考价值.

单边干扰中继信道的分集与复用增益性能分析

为了研究干扰中继信道中继节点对信道容量性质及实际传输的影响,研究了单边干扰中继信道在取得复用增益的同时获得分集增益的能力.通过建立具有信息感知中继的单边干扰中继信道的模型,对信道容量和中断概率进行分析,得到了相应的表达式,计算得到了高信噪比下分集增益与复用增益的折中关系.将干扰中继信道下的分集增益与复用增益折中的数值仿真结果与无中继节点Z形信道下的结果进行对比,结果表明,采用中继节点转发能在保证复用增益的同时提高分集增益.

基于莱斯衰落信道的MIMO系统分集复用接收方法及其性能研究

本文研究了基于莱斯衰落信道的多输入多输出(MIMO)系统的发射分集接收方法及其性能。提出了多天线中继网络传输速率与中断概率之间折衷关系的新见解。通过应用解码转发协议,研究高低SNR条件下,将分集复用折衷(DMT)的概念作为说明MIMO系统性能的工具。数值结果表明,研究方案所使用的多路分集复用增益较直接链路传输有显著性能优势。

协作复用:在多天线中继网络中实现更高频谱效率的研究

讨论协作通信的复用增益的优势。首先,给出多天线中继网络之间传输速率和中断概率的基本权衡的新解释;然后讨论协作复用增益获得任何有限SNR的可能。在全双工的中继网络中,中继不仅能提供可靠的链路连接,还能提高更高的频谱效率。结果表明,在分集-复用权衡对任何有限的信噪比值下,复用增益能显著影响系统性能。

认知频谱共享系统最大比例合并分集的性能分析

研究了一个认知频谱共享系统,该系统是由一个次用户发射机、一个次用户接收机和一对主用户发射机和接收机组成,次用户接收机利用最大比合并策略提高系统性能。首先分析了来自主用户发射机的干扰对频谱共享系统中断概率的影响。经过一些运算得到了中断概率确切的封闭表达式,为评价系统关键参数的联合作用提供了有效手段,如次用户接收机天线的数目、次用户最大的发射功率、干扰温度限制以及主用户发射功率等。另外,还对系统中断概率的渐近性能进行了研究,揭示了次用户系统中断概率具有饱和现象。最后,分析了该系统分集复用增益。仿真结果表明,该中断概率确切封闭表达式与Monte Carlo仿真结果非常吻合,干扰温度约束和主用户的干扰对中断概率具有显著的不利影响,增加次用户接收机的天线数目可提高系统性能。

MIMO系统中线性弥散空时码的优化设计

MIMO系统的大部分空时编码方法在设计时单一强调对传输分集性能或传输复用性能的提高,为了联合提高分集性能和复用性能,在LDC编码基础上提出了线性正交弥散空时码(OLDC),LDC编码的优化中利用遗传算法来构造OLDC的空时正交调制基矩阵。优化的编码方法设计简单,便于调制解调。仿真结果表明,OLDC码比传统的LDC编码在误码性能、分集性能、复用性能等方面均有大幅度提高。

多小区有限反馈系统中的双码本设计

针对两小区的Wyner模型有限反馈无法达到满复用增益的问题,提出一种能使系统达到满复用增益的双码本方案.该方案利用反馈的信道夹角信息(perfect channel,PI)的统计特性,获得PI的概率密度函数,在此基础上设计了一种非均匀量化的反馈夹角码本.仿真结果表明,与传统的CDI反馈方案的系统容量相比,在不增加反馈比特的条件下性能有2.5 dB的提升;相对于均匀量化PI方案,系统容量性能有1 dB的提升.

MIMO纯多播BC与单播IC的并存网络分析

在当下无线通信系统中,消息之间的相互干扰是影响系统性能的关键因素。针对纯多播BC信道与单播IC信道并存的系统模型,提出了一种将干扰消息置于其他信道的公共零空间的迫零算法。该模型在BC信道发送纯多播消息并在IC信道发送单播消息。该算法是先获取每个接收端干扰消息所处的零空间,然后取其公共的零空间,并在公共零空间中放入需消除的干扰消息,最终每个接收端可实现同时迫零。随后深入研究了系统的复杂度,最后采用MATLAB对系统的天线效率进行仿真,分析得到系统的最佳天线配置并且系统的空间复用增益与其理论分析一致。

单广播IC并存网络分析

针对单播和广播同时存在的网络,设计开发一种单广播干扰信道(IC)并存的网络系统,研究干扰消息对系统空间复用增益的影响和系统的天线效率问题。为实现接收机能够同时迫零多个干扰消息,在接收机运用零空间的交和迫零干扰消息的新方法来进行处理。对此网络模型进行分析,得到系统的空间复用增益和天线效率的一般化结果,以及最优天线配置方案。最后使用MATLAB对系统进行仿真实验,得到系统的和速率及天线效率的仿真结果,实验验证仿真实验的结果和对系统进行理论分析所得结果保持一致。

基于协同通信中传输系统自由度的研究

在多输入多输出(MIMO)通信系统网络中,考虑发送信息从信源节点链接到中继节点及目的节点自由度(d.e.f)的问题,本文采用的办法就是用协同复用增益(GMC)和系统可达率的来实现。通过信息理论分析和数值结果可以得出,当辅助频段(AFBs)数量足够大,也就是在相对较高的信噪比的情况下,改进复用增益能够迅速的增加系统的可达率,从而解决传输系统的自由度问题。

基于集中式架构的无线接入网优化部署研究

基于集中式架构的无线接入网通过资源池共享处理资源,与基于分布式架构的无线接入网相比,明显减少了网络所需的处理资源,该性能可以通过统计复用增益(SMG)来评估。本文建立了基于时-空联合流量分布的处理资源SMG模型,并推导出SMG的闭合表达式。在此基础上,综合考虑集中式架构网络部署的处理资源池、远端射频单元(RRH)及光纤的成本,建立了无线接入网基站主设备部署成本模型,并进行成本分析。仿真结果表明,SMG随着服务阈值比Pth的增大而增大。当采用集中式架构部署的小区占比η固定时,总成本TC随着成本因子CF的增大而减小。当成本因子CF固定时,总成本TC随着η的变化趋势取决于成本因子CF的取值大小。本文的研究为基于集中式架构的无线接入网部署提供了理论指导,具有实际应用价值。

透射可重构超表面多天线通信系统

为了解决5G通信中的高能耗、高成本问题,提出了基于透射可重构超表面(RMS)的多天线通信系统,并阐述了该通信系统中的信息收发方式、信道模型和信道估计,最后探讨了RMS在未来通信中的应用。认为透射RMS多天线系统在未来通信系统中具有广阔的应用前景。

固定阵列长度两发多收MIMO系统功率偏移分析

高信噪比情况下,功率偏移是信噪比-容量曲线中信噪比轴的截距,优化功率偏移参数有助于提高系统容量。该文采用固定阵列长度的均匀直线阵,通过拟合三对角特普利茨矩阵行列式曲线,分析了接收天线间相关性以及收发天线数目的最大值对于两发多收单用户MIMO系统功率偏移的影响,得出了给定天线阵列长度情况下,功率偏移极值点的基本公式。仿真结果表明,可以利用极值点公式选择合理的接收天线数目,实现最优功率偏移。

BC单播与BC多播并存的多用户网络分析

提出一种多用户BC单播与BC多播并存的网络模型以及结合零空间交的迫零干扰消息的新方法,该模型的主网采用"循环模式"为接收端分配期望消息,以构成多播网络;次网采用"一发多收"为接收端分配期望消息,以构成单播网络。该迫零方法首先根据接收端的干扰消息获取对应的零空间,再取多个零空间的交空间,最后将多个干扰消息同时置于对应的交空间中,即可实现在每个接收端同时迫零多个干扰消息。对于该多用户系统,分析得到了最优天线配置方案及系统复用增益的一般化结果。采用Matlab对系统进行仿真分析,结果表明系统复用增益的理论值与仿真结果相一致。

纯多播BC信道并存单播MAC信道的天线效率研究

随着无线通信新业务的出现,新媒体等日新月异的更新换代,这将给日渐匮乏的无线频谱资源的利用率提出极大的挑战。然而多天线系统能够提供最佳天线配比以及提高频谱利用率,增加信号空间复用增益,实现更高的天线效率。研究基于纯多播BC信道并存单播MAC信道的模型,首先分析有K个接收端的BC信道并存有N个发送端MAC信道的一般情况模型,然后举例分析有3个接收端的BC信道并存有3个发送端的MAC信道的特殊模型。运用迫零方法,设计发送端的预编码矢量,运用线性预编码算法消除网络内以及网络间的干扰消息,最后解码出期望信号与理想信号对比,并且模型的空间复用增益结果通过MATLAB仿真呈现,发现与理想值非常接近,得出每个模型的天线效率,并表明所提出的分析方法准确可靠。

INTELSAT系统中的IDR综述

国际通信卫星组织(INTELSAT)于1988年1月25日至27日在其华盛顿的总部内举办了一次IDR研讨会,77个国家的电信主管部门和24个制造厂商派代表参加了研讨会。国际通信卫星组织发表了6篇文章,部分国家的电信主管部门介绍了经验,制造厂商展出了相关设备。并介绍了性能和生产、使用情况。笔者参加了这次研讨会,现将有关IDR的发展、系统性能及使用情况等作一简介,不当之处请批评指正。

收发天线不对等的MIMO系统下几种编码方式的性能比较

MIMO系统由于在收发端使用多根天线,获得了分集增益和复用增益,可以抵抗信道衰落和获得更大的信息速率。然而鱼和熊掌不可兼得,要更好地对抗信道衰落,提高信噪比,就得牺牲传输速率;反之亦然。在中阐述了2 × 2 MIMO系统中几种编码策略的优劣,本文主要探究接收天线和发射天线数目不相等的情况下,对比分析几种编码策略的性能。

移动通信中的MIMO技术

最近十年来，因特网和移动通信飞速发展，在第三代蜂窝移动通信中已经部分地引入了无线因特网和多媒体业务。而在新一代移动通信系统(即所谓的Beyond 3G或4G)中，人们对传输速率提出了更高的要求。