平坦衰落环境中多输入多输出系统衰落相关与信道容量研究

为分析模型物理参数和天线排列方式对多输入多输出系统信道容量的影响,提出了一种平坦衰落环境中信道容量的研究方法。该方法基于接收均匀圆阵和均匀线阵分别构建了蕴含模型物理参数的相关矩阵,并利用 Wishart分布的性质推导了信道容量上下限。该方法回避了求取衰落相关矩阵特征值的概率密度函数,降低了运算量;可被推广到多天线-频分复用系统。仿真结果表明,天线间距较小时,采用均匀圆阵比均匀线阵的系统信道容量要高;天线间距增大到一定程度后,系统信道容量达到饱和。散射角越大,信道容量的增长速率越快且采用均匀线阵比均匀圆阵系统的信道容量高。接收信噪比较大时,平均信道容量上下限基小接近其实际值。

基于瑞利衰落信道的SIMO-HPO-CDSK混沌通信方案及其性能分析

本文提出单输入多输出高速率相位正交CDSK (single-input-multiple-output high-data-rate phase-orthogonality correlation-delay-shift-keying,SIMO-HPO-CDSK),在接收端设置多天线获得分集增益。采用正交载波调制相同时隙的2个比特信息,获得高传输速率且无信号内干扰,瑞利衰落信道下分析性能和仿真。结果表明:SIMO-HPO-CDSK系统误码率随着接收端天线数量增加而下降;在接收方天线数量相同的条件下,由于没有无信号内干扰,与DCSK (differential chaos shift keying),CDSK和高效DCSK (high-efficiency-DCSK)相比,该方案具有出色的误码率性能;与PO-CDSK (phase-orthogonality CDSK)相比,由于同步传输2个比特,该方案频谱利用率提高一倍。

空时相关复合衰落多输入多输出信道模型研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线传播环境,综合考虑路径损耗、阴影衰落和多径衰落影响,提出一种基于Nakagami-Lognormal分布的相关复合衰落MIMO信道模型,推导并获得各信道自相关和互相关系数的理论表达式;提出一种基于谐波叠加思想的复合衰落MIMO信道仿真方法,并分析了该方法输出信道衰落的空时相关特性.数值仿真结果表明:仿真模型输出统计特性均与理论模型吻合;各子信道之间存在互相关性且随阴影衰落方差减小而下降,而自相关性则呈现快速起伏并缓慢下降的特性.

基于粒子群算法的MIMO CDMA平坦衰落信道均衡器

粒子群优化算法是一类有效的随机全局优化技术,它利用粒子种群搜索解空间,每个粒子表示一个被优化问题的潜在解,通过粒子间的相互作用发现复杂空间中的最优区域.MIMO系统在不增加带宽的前提下,成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,而复杂的传播信道使接收信号产生ISI.基于粒子群优化算法的MIMO信道均衡器应用于MIMO CDMA系统能有效抑制平坦衰落、信道间干扰以及背景噪声干扰.仿真结果证明其误码率性能明显优于传统均衡器,收敛速度快于基于GA的均衡器且更易于实现.

MIMO衰落信道的多用户分集性能分析

利用秩统计量和随机矩阵的理论分析了单天线和多天线下的多用户分集增益的性能.结论是多输入多输出(MIMO)系统下的多用户分集随天线数的增加而减少.另外,通过实例说明了在设计多用户MIMO系统收发机的结构时,除了多天线的空间复用增益是要考虑的因素之外,多用户分集增益也是应该考虑的因素.

基于FABA-SISO的时变频率选择性衰落信道CPM信号盲均衡

该文针对时变频率选择性衰落信道下高阶连续相位调制(CPM)信号盲均衡中存在的均衡性能较差、复杂度较高以及收敛速度慢等问题,从双向自适应信道均衡的角度出发,将线性调制信号均衡中使用的前后向自适应软输入软输出(FABA-SISO)算法推广,建立一种新的基于FABA-SISO的信道盲均衡方法,并结合逐幸存处理(PSP)思想和Kalman滤波,提出一种适用于高阶CPM信号的自适应盲均衡算法。该算法通过使用FABA-SISO算法,同时利用过去、现在和将来的观察数据进行Kalman滤波信道估计,有效改善了信道估计的精度,同时使用PSP算法来降低系统的复杂度,使得算法具有较好的工程应用性。仿真结果表明所提算法具有良好的盲均衡性能以及收敛性。

频率选择性衰落环境中MIMO系统信道容量研究

提出了一种频率选择性环境中多输入多输出系统信道容量的分析方法。该方法基于接收均匀圆阵构建了蕴含天线间距、散射角大小和多径数等模型物理参数的衰落空间相关模型。分析了MIMOOFDM系统信道衰落的统计特性。在此基础上利用Wishart分布的性质详细推导了任意天线数的MIMOOFDM系统的信道容量及其上下限。该方法回避了已有方法需要求取信道衰落相关特征值概率密度函数的问题,降低了运算量;并且可以有效地分析在频率选择性环境中模型物理参数对信道容量的影响。仿真结果表明,随着天线间距的增大,系统的平均信道容量也逐渐增大;但当天线间距增大到一定程度后,信道容量变化不明显。散射角越大,信道容量的增长速率越快。当接收信噪比较高时,平均信道容量的上下限接近于其实际值。

基于瑞利衰落信道的MISO-CDSK通信方案及其性能分析

为了提高混沌通信的可靠性,提出多输入单输出相关延迟键控(MISO-CDSK),并且推导出该方案基于瑞利衰落信道的误码率公式。通过在发射端设置多根独立的天线,该方案能够克服信道衰落问题。理论分析和仿真表明:与CDSK相比,MISO-CDSK误码性能更好;对于给定的平均信道增益,该方案误码率随着Eb/N0值的增加而降低;对于给定的Eb/N0值,该方案误码率随着平均信道增益的增加而降低;对于不同的Eb/N0值,选择合理的扩频因子能够实现该方案误码性能最优化。

快衰落信道下改进的STBC解码性能分析

研究无线移动通信优化问题,在分析传统空时分组码(STBC)的解码原理的基础上,针对其在快衰落信道下存在码间干扰问题,从解码方式上进行研究达到解决快衰落信道下受到的码间干扰问题。提出了一种适合快衰落信道环境下改进的STBC线性解码方法可以成功消除了传统STBC存在的码间干扰。通过仿真看出,与采用传统STBC相比,采用新方法的系统性能得到改善。随着多普勒频移和信噪比的增大,系统性能的改善易实现。仿真表明方法的有效性,并有效地消除了码间干扰。

多径衰落信道MIMO-OFDM系统容量分析与仿真

为了分析MIMO-OFDM系统性能,研究了MIMO-OFDM系统在瑞利多径信道下的容量。首先,就可识别路径数及信道相关性对MIMO-OFDM系统容量影响进行了分析与仿真,仿真结果表明,MIMO-OFDM系统的容量随着多径数的增加而增加,但当多径数较大时,容量增加量逐渐减小;相关性给MIMO-OFDM系统带来容量损失,随着相关程度的增加,容量损失急剧增加。其次,对MIMO及MIMO-OFDM系统容量进行了比较,研究表明,MIMO-OFDM系统的容量集中度比MIMO系统好,并且,信噪比为10dB时,MIMO-OFDM系统的容量比MIMO系统容量大4bit/s/Hz左右。

K复合衰落信道下3D分布式MIMO和速率上界

针对二维多输入多输出(2D MIMO)系统只考虑天线水平辐射增益的影响而忽略垂直辐射增益,以及K复合衰落信道下和速率的确切闭式表达式涉及复杂函数,提出两种在K(Rayleigh/Gamma)复合衰落信道下3D分布式MIMO(3D-MIMO)系统基于迫零(ZF)检测的可达和速率上界。该上界同时考虑瑞利(Rayleigh)多径衰落、伽马(Gamma)阴影衰落、基于几何的路径损耗,3D天线辐射损耗以及用户分布。实验结果表明:所得闭式表达式与蒙特卡洛仿真结论充分相一致。

衰落信道上空频分组码的性能分析

对于任意抽头数的多输入多输出(MIMO)频率选择性Nakagami衰落信道,利用矩生成函数(MGF)方法和高斯Q函数的指数近似表达式,推导采用矩形M进制正交幅度调制(MQAM)的空频分组编码(SFBC)正交频分复用(OFDM)系统的平均误符号率(SER)性能的精确和近似解析表达式。数值计算和仿真结果证明了理论分析的正确性和近似分析的准确性。

相关Nakagami衰落信道下SC/MRC系统性能分析

多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统的发射端天线选择是从多根天线中选择其中信道状况最好的一根用于发射信号,可减少所需要的射频链的个数,从而降低系统的复杂度及实现成本.该文研究发射端进行天线选择、接收端采用最大比合并接收的系统在相关Nakagami衰落信道下的性能,推导出输出信噪比的分布密度函数,进而给出了精确的误比特率(BER)公式,该表达式仅包含非常简单的函数,易于计算.

相关衰落信道上MIMO系统中组合SC/MRC的性能分析

研究相关瑞利衰落信道上MIMO系统中组合发射机选择合并(SC)/接收机最大比合并(MRC)的天线分集系统性能。使用矩生成函数方法,推导相关瑞利衰落信道上采用组合SC/MRC天线分集和相干检测的M进制相移键控(MPSK),M进制正交幅度调制(MQAM),M进制脉冲幅度调制(MPAM)等几种M进制数字调制方式的误符号率精确表达式。数值计算结果阐明相关性和天线阵结构对采用组合SC/MRC天线分集的几种M进制数字调制方式的平均误符号率性能的影响。

多输入多输出变换域通信系统设计与研究

传统的变换域通信系统(T ransform D om a in Comm un ication System,TDCS)在获得强抗干扰能力的同时,其传输的有效性差也成为制约其广泛应用的技术瓶颈。通过引入多输入多输出(M u ltip le-inpu tM u ltip le-ou tpu t,M IM O)技术改进收发端天线,提出了一种多输入多输出变换域通信系统(M IM O-TDCS),旨在保持TDCS抗干扰能力的同时,利用空间分集和空间复用改善其性能。对该系统的基本原理、收发信机模型和军事应用作了简要分析和介绍,通过研究表明,M IM O-TDCS是一种可实现的、具有一定研究价值的通信手段。

时间选择性衰落信道下的空时多普勒编码

利用分层的代数方法,提出了一种新型的应用于时间选择性平坦衰落信道下的多输入多输出系统的空时多普勒码字,该码字能在符号速率达到Nt的情况下同时获得最大分集增益NtNrN(bQ+1),也就是发送天线数Nt、接收天线数Nr、编码符号块的数目Nb以及信道复指数基的个数(Q+1)的乘积。仿真结果表明,与已有空时多普勒码字相比,所设计的码字可以获得更高的分集增益。

莱斯衰落下MIMO系统共信道干扰容量分析

导出共信道干扰存在时莱斯衰落条件下多输入多输出 (MIMO)系统平均容量的表达式 .进而采用MonteCarlo方法对分析结果进行了验证 .研究表明 :在干扰用户较多的MIMO系统中 ,当总的天线数固定以及相同的衰落条件下 ,为了达到最佳的系统性能 ,在发送与接收端之间宜采用平均分配天线数 ;SIMO系统的性能比MISO系统好 ,但随着干扰用户数的增加 。

准静态Rician衰落信道中MIMO信道容量分析

为明确在Rician衰落环境中MIMO系统的信道容量特性,针对准静态Rician衰落信道在收端己知信道状态信息的条件下,对MIMO系统的信道容量进行了分析。分析表明,MIMO信道容量与收发天线间信道矩阵的相关阵的特征值分布有关。推导了准静态Rician衰落信道中该相关阵任一特征值的概率密度函数,得到了秩不大于2的独立同分布MIMO信道的容量表达式,且具有相对较低的计算复杂度。

基于压缩感知的MIMO双选择性衰落信道的估计

为了减少MIMO(multiple-input multiple-output)时频双选择性衰落信道估计过程中需要的导频符号数,文中对多径信道的时延和多普勒频移构成的时频二维有界区域进行量化,将该信道估计问题建模为压缩感知理论中的稀疏信号重构问题,提出了一种采用正交匹配追踪估计MIMO双选择性衰落信道的方法。仿真结果表明获得相同的估计性能,所提出的压缩信道感知方法比传统的最小二乘法能节省近50%的导频符号,且该方法在低信噪比的场景里也能获得较高的估计性能。

瑞利衰落信道下多天线系统格形码调制性能分析

下一代高速无线数据传输大多采用多输入多输出(MIMO)信道传输。采用格形码TCM调制,在瑞利衰落信道下,可改善误码性能,用公式法导出在瑞利衰落信道下,MIMO格形码调制系统的误码率性能界限,有利于采用实际方案的选择。采用平均最小自由欧氏距离估计误比特率,得到误比特率的封闭式表示,通过计算机模拟,在高信噪比情况下,这种估计方法与实际情况非常接近。