基于5G无线技术多天线系统的最优LSD编码信号处理算法

引言近年来5G无线通信系统在我国各地广泛运用,系统的相应运维管理工作也在随之升级。但结合实际调研发现,部分工作人员开展管理时,在系统的信号编码处理管控方面仍存在欠缺。为改变这一现状,本文围绕基于5G无线技术多天线系统的最优LSD编码信号处理算法,开展具体研究。

多天线系统应用在无人卫星通信链路中的性能研究

随着无人卫星通信链路的发展,其信号衰减、干扰和链路可靠性成为关注焦点。深入探讨多天线系统在无人卫星通信链路中的应用,分析信道模型及其干扰,进而研究多天线系统的核心原理,如空时编码和多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术,并设计基于多天线的协议,强调其在信道估计和调制编码的重要性。实验对比表明,多天线系统在信号质量和传输速率上明显优于单天线系统,但在实际应用中还面临硬件和兼容性挑战。

车载多天线系统的电磁兼容问题分析

本文采用矩量法和微波网络理论相结合的方法分析了车载多天线系统的电磁兼容问题 .该方法先将天线系统等效为微波网络 ,然后采用矩量法求解该等效网络的导纳矩阵Y ,利用该导纳矩阵就可求得天线间的耦合度 .

基于模糊层次分析的MIMO/SA多天线系统算法性能评估方法

多输入多输出(multiple input and multiple output,MIMO)和智能天线(smart antenna,SA)是第四代移动通信系统的关键技术,其结合的MIMO/SA多天线系统所采用算法的不同,直接影响系统性能,准确评估MIMO/SA多天线系统的算法性能,对于实际应用十分重要。结合波达方向估计算法、空时编译码算法、波束成形算法的算法性能指标,应用模糊层次分析法建立了层次结构模型,确定了各算法性能指标的权重和隶属度,得到了MIMO/SA多天线不同实现方案中不同算法的模糊综合评估方法,进行了仿真验证。仿真结果表明,评价方法能在不同的MIMO/SA多天线实现方案中选择出优化方案,对MIMO/SA多天线系统的方案设计与算法实现有较好的参考价值。

分布式多天线系统中的TDOA估计

在分布式多天线系统架构下提出一种估计到达时间差(TDOA)的新方法.利用分布式多天线系统的特性,通过构造具有良好自相关性的正交训练序列,将传统的TDOA测量问题转化为多径信号中首先到达径(FAP)的时延估计.数值仿真表明,与传统基于定时同步的TDOA估计方法相比,此方法能在无线多径传播环境中将非视距(NLOS)误差降低65%左右,显著提高了TDOA的估计精度.

多天线系统的广义谐振研究

本文从电磁场的复玻印廷定理出发 ,对由多根天线组成的天线系统的广义谐振行为进行了深入的研究 ,揭示开放系统中广义谐振发生的条件和矩阵描述 .在此基础上 ,导出天线系统的广义Foster定理和表征广义谐振的网络Q值 .研究实例表明 ,广义谐振在近场区可表现出强场尖峰效应 。

互耦效应对MIMO/SA多天线系统信道容量的影响

多输入多输出/智能天线(multiple input multiple output/smart antenna,MIMO/SA)系统是4G的关键技术之一,多天线的互耦效应是影响MIMO/SA多天线系统性能的主要问题。建立了MIMO与SA相结合的多天线系统模型,推导了互耦效应影响下空间相关系数和信道容量的表达式;通过电磁场数值计算和蒙特卡罗方法仿真MIMO/SA多天线系统的各态历经信道容量。结果表明:在典型的角度谱分布下改变天线间距,考虑互耦效应的信道容量围绕无互耦效应时的信道容量上下振荡;基站天线阵列间距增大信道容量持续增大,移动台天线阵列间距增大到0.5倍波长后信道容量基本保持不变;互耦效应增大信道的空域相关性,从而降低信道容量。

高速铁路时变信道下大规模多天线系统基于权重预处理的天线选择算法

当未来第5代移动通信系统(5G)的大规模多天线(LSMA)系统应用在高速铁路车地通信基站时,天线沿铁轨平行布置,基站根据列车位置选择最近的若干根道旁天线组成备选集进行信道估计,并将有限个射频链分配给其中信道最好的若干根天线组成的优选集。由于信道的时变和强视距特性,不同天线的信道信息发生不同程度的延迟,传统的从信道估计信息中挑选增益最大天线的选择算法频谱效率不高。本文提出一种基于权重预处理的天线选择算法,只需要对估计的信道增益进行权重预处理就能有效地提高天线选择算法的平均频谱效率。在本文提出的方案中,首先推导了高铁时变信道下天线选择算法的平均频谱效率性能上限的理论值,然后根据同一天线不同时刻信道状态间的时间相关性,对信道增益进行权重预处理,再从处理后的备选集中选择优选集。分析结果表明,经过权重预处理的算法平均频谱效率在列车高速运行时稳定高于不进行预处理的传统天线选择算法的频谱效率,在高信噪比情况下,能提高0.4bit/s/Hz。

多天线系统中有限反馈的码本设计

在多天线无线通信系统中,发射机利用来自接收机有限反馈的信道方向信息,能够提高系统容量和降低误码率.有限反馈的关键是码本设计,本文综述了近年来这一领域的研究成果.码本设计主要包括基于Grassmann流形中子空间包和基于信源编码中向量量化的两种方案,涉及对象包括不同类型的多天线信道和发射数据流模式.详细介绍了这两种方案的原理和相应算法,并比较了它们的异同点.

基于模糊层次分析的多天线系统性能评估

针对多输入多输出/智能天线(MIMO/SA)多天线系统,分析了影响系统性能的各个因素,建立基于模糊层次分析法的结构模型,确定各指标的权重,然后利用模糊数学原理得到结合方案中各指标的隶属度,得出各方案性能的模糊综合评估。仿真结果验证了该评估方法的准确性与有效性,对MIMO/SA技术的结合与应用提供了很好的参考和决策支持。

适用于多天线系统信道估计的周期互补多相码

针对多天线系统中的信道估计,提出了一类周期互补多相码的构造方法。该方法基于完美码集合,通过对集合中任意2个等长完美码的交织操作,可以获得一类新的具有周期互补特性的多相码。所获得的多相码具有理想的周期相关性能,即该类多相码的异相周期自相关函数和任意位移上的周期互相关函数都等于零。不同于传统的子码长度受限的周期互补二元码,所构造的周期互补多相码能够产生大于4的所有偶数子码长度,从而既可以保证系统信道估计的性能,也可以提供更加灵活的参数选择。

多天线系统中的高速串行互联总线的信号完整性

通过介绍ATCA架构在多天线系统中的应用,提出对高速串行互联总线接口进行信号完整性分析的仿真方案,并以Xilinx公司的RocketIO串行通信接口设计为实例,利用眼图分析等方法快速设置高速串行互连总线接口的配置参数。

IRS辅助的多天线系统下行链路低复杂度信道估计

智能反射面(Intelligent Reflective Surface,IRS)是未来6G通信增强网络覆盖和信道容量的潜在技术之一。然而由于智能反射面的无源设计使得大量的反射单元不具备发送、接收或处理信号的能力,对下行链路低复杂度的信道估计造成较大挑战。考虑IRS辅助的多天线系统下行链路信道估计,采用Gauss-Seidel(GS)迭代方法避免系统矩阵求逆,大大降低估计的复杂度。相比最小二乘(Least Squares,LS)算法,该算法计算复杂度阶数从基站天线数的立方降到基站天线数的平方。为了进一步评估性能,推导了相应的信道估计参数的Cramer-Rao下界,最后通过仿真验证了所提算法的有效性。仿真结果表明,只需要较少的迭代数,GS就可以实现与LS算法相同的估计误差性能。

天线相关性对多天线系统信道容量的影响

基于多天线系统的容量等效公式,从空间因素着手,计算多天线系统中天线数量、天线间距、角度扩展与信道容量之间的最优值,并通过数值模拟验证,分析3个空间因素产生的天线相关性对多天线系统信道容量的影响.结果显示,增加发射天线数或者接收天线数都能显著地增加系统的信道容量,其中增加接收天线数比增加发射天线数效果更好.但是在有限的空间一味增加天线数量又会减小天线间距,从而增加天线之间的相关性,进而降低信道容量.因此,在设计多天线工程时,可在一定天线间距和角度扩展情况下,尽可能地增加天线数量,以达到信道容量的最优值.

多天线系统中的波束形成原理辨析

针对研究中经常遇到的波束形成技术容易引起混淆这一问题,分析了智能天线和MIMO这两种多天线系统中波束形成的原理,辨析了各自的涵义,阐明了两种波束形成技术之间的区别与联系。

一种新的用于多天线系统的快速球形解码算法

本文提出了一种实现多输入—多输出(MIMO)无线系统最大似然(ML)信号检测的快速球形解码器框架,在本框架内,算法不需要确定半径参数,同时,在算法的搜索阶段只需要访问最少的树节点数,从而降低算法的复杂度。另外,当我们采用一种直接的Schnorr-Euchner枚举(SEE)方法时,本球解码框架可用于复数MIMO系统。仿真结果显示,和其它球形解码器相比,本解码器能大大提升最大似然(ML)检测的速度。

传输功率优化的莱斯信道多天线系统容量分析

对未知信道状态和已知信道状态下的莱斯信道多天线系统容量进行了理论分析 ,并采用蒙特卡罗方法进行了仿真 .结果表明 :在低信噪比情况下 ,当天线数目较小、视距分量较少 ;或者天线数目较大、视距分量较多时 ,采用传输功率优化策略较为合理 .

多天线系统的推广PDA算法及其迭代检测

针对接收天线数少于发送天线数并且大于发送天线数一半的多天线系统,在研究原有PDA检测算法的基础上,提出了推广的PDA检测算法,并讨论了影响算法性能的因素和改进方法,之后对算法进行了修改使之能够适用于迭代检测.仿真表明推广的PDA检测算法能够有效改进检测性能,迭代后大大提高了系统性能.

利用有向图实现多用户下行多天线系统的用户选择

在多用户下行多天线系统中,基站可利用信道状态信息将独立的数据流同时发送到多个用户以得到更高的信道容量。由于在实际系统中基站很难实时得到各用户的完全信道状态信息,可以基于有限的信道反馈量进行用户选择来提高系统的和速率。提出了一种部分信道状态信息下利用有向图实现多用户下行多天线系统用户选择的算法。该算法将用户选择的问题变成了在有向图中寻找闭合环的问题,可以大幅度降低用户选择的复杂度;克服了常规的随机波束成形算法只有在用户数非常多的时候才能有效工作的弱点,在用户数少或中等的时候能得到比其更好的性能。因此该算法更适合在实际系统中应用。

频率选择性信道下多天线系统的空间线性预编码设计

研究了频率选择性信道下多天线系统的空间线性发射预编码设计问题。针对有循环前缀的块传输系统,通过理论分析指出,在频率选择性信道下设计空间预编码可以等效成现有的在频域为多个相邻频点设计相同的空间预编码,并可以通过凸优化方法对最优方案进行数值求解。为了降低计算复杂度,提出了一种以信道容量上界最大为目标的次优预编码算法。在进行等功率分配时,这种次优方法退化为现有的特征波束形成(EBF)。针对非块传输系统,分析了EBF算法存在的问题,提出了一种基于串行搜索的EBF算法。仿真分析表明,这种方法在高信噪比下的性能明显优于EBF算法。