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.

天线相关性对D-MIMO系统极限性能的影响

研究用户设备(UE)天线相关性对多用户分布式多输入多输出(D-MIMO)系统极限性能的影响。与单用户D-MIMO系统中天线相关性会恶化系统性能的传统观点不同,仿真结果表明,在多用户环境下,UE端的天线相关性可以带来系统性能增益,该增益的主要来源是多用户分集和信道能量的聚集效应。

基于天线相关性的信道估计方法

在3D-MIMO系统中,基站端部署的天线数量会大量增加;如果继续按照以往的信道估计方法为每一根发射天线都配置导频,则会带来极大的导频开销问题,导致大量的资源消耗;因此,如何在减少导频开销的前提下完成信道估计就成为3D MIMO系统面临的关键问题。文章在研究现有的信道估计方法基础上,结合阵列天线相关性提出在特定场景下的基于天线相关性的信道估计方法并通过仿真验证了该方法的性能。

天线相关性对瑞利衰落下的MIMO相关信道容量的影响

将户外环境等效为收发空域相关性独立的Kronecker相关信道模型,经过推导、仿真分析可知,天线间距越大,角度扩展越小,平均到达角越趋向于与阵列垂直,各态历经容量越大;相关因数较小时,系统的信道容量的改变可以忽略不计,相关因数较大时,系统的信道容量减小的幅度较大.

天线相关性对空时频移键控(ST-FSK)系统性能的影响

给出了在已知天线相关因子条件下接收端的非相干ML判决度量,讨论了天线存在相关性时进制数、天线相关因子、信噪比和可靠性指标的关系.理论分析和仿真结果都表明:发射天线相关性的存在相当于破坏了发射信号的酉特性,迫使系统付出额外的“功率”代价.相应的“功率”代价随着相关因子的增加而非线性增加,而与进制数的关系很小.

入射角能量分布对均匀圆形天线相关性影响

以均匀分布的圆形天线阵列为模型,入射信号分别为均匀、高斯和拉普拉斯能量分布和三种双边带分布时,推导出其空间相关性的精确和近似表达式,分析了在入射信号为双边分布时各种因素对于其空间相关性的影响。仿真分析结果表明,双边带分布时相关性波动幅度和差值取决于中心到达角之间的差值。

基于卫星移动MIMO系统的天线相关性性能分析

研究了卫星移动MIMO系统中,上、下行信道存在阴影衰落和空间相关条件下的系统性能,利用围线积分、留数定理及特殊函数积分等方法推导了系统中断概率(OP),平均符号错误概率(SER)的闭合表达式。利用Monte-Carlo仿真分析了系统在不同相关系数、天线数目及调制方式下的性能表现。仿真结果表明,尽管阴影衰落和空间相关性降低了系统性能,但与单天线系统相比,卫星移动MIMO系统的OP及SER改善明显。

V-BLAST天线相关性对系统性能影响研究

针对影响V-BLAST系统的天线阵列相关性的因素以及各因素综合作用下对系统性能存在重大影响这一情况,基于V-BLAST系统模型以及天线相关性理论,提出相应的影响天线相关性因素的理论模型和系统性能分析模型,并对阵列相关性及系统误码率和信道容量性能进行多因素及综合仿真。仿真得到天线间距、波束到达角、角度扩展和耦合各单个因素和综合因素影响下的系统误码率和信道容量变化的数值结果和相关结论,与只考虑单个因素影响相比,综合后系统误码率至少增大了1倍,信道容量至少降低了30%。

信道状态信息对天线相关MIMO系统性能的影响

通过仿真研究基于联合传输技术(JT,Joint Transmit)的MIMO(Multiple input multiple output)系统中当天线相关时,发射端已知信道状态信息(CSI)和未知CSI时对系统性能的影响.基于JT的多用户MIMO下行链路模型,建立天线相关MIMO系统模型,分析未知CSI的信道模型,在TD-SCDMA系统应用环境下通过仿真,分析信道状态信息对天线相关JT-MIMO系统性能的影响.

RIS辅助的混合RF/FSO系统物理层安全性能分析

【目的】针对自由空间光(FSO)链路和射频(RF)链路的保密信息容易被外部窃听者窃听的问题,为提升混合RF/FSO通信系统的保密性能,同时考虑到实际工程中FSO链路往往无法满足视距条件且不同天线分支之间会由于收发模块小型化产生相关性,需要对可重构智能表面(RIS)辅助的混合RF/FSO系统的安全性能进行研究,以得到系统安全性能与RIS部署位置和天线相关性程度等参数的关系。【方法】文章考虑单个窃听者,分别针对RF和FSO链路进行窃听,RF链路服从任意相关的Nakagami-m分布,FSO链路服从Gamma-Gamma分布。采用解码转发协议,推导得到了两种窃听场景下通信系统的安全中断概率(SOP)和严格正安全容量概率(SPSC)的闭合表达式,并对SOP进行了渐近分析。此外还利用Matlab软件进行了仿真实验,通过蒙特卡洛仿真来验证所推导公式的准确性。【结果】仿真结果表明,将RIS部署在靠近接收端的位置可以降低系统的SOP,RF主信道的信道质量与窃听信道相比较好时,天线相关性程度的增加会使系统的SOP上升。【结论】RIS辅助的FSO链路相比RF链路具有更好的安全性,虽然多天线分集技术能够有效提高系统的安全性能,但是类似指向误差和大气湍流引起的衰落,天线相关性也会对系统的安全性能造成损害,通过降低天线相关性程度能有效提升系统的安全性。

小角度扩展相关性近似算法分析

本论文提出一种在多天线MIMO信道相关性建模中小角度扩展近似理论算法,并应用于分析MIMO系统性能。分析中分别对三种不同角能量分布情况下的空间相关性研发快速近似计算法,并同时提出双模(Bi-Modal)角能量分布情况下的近似运算。通过分析这些新方法的近似效率,可以得到计算简单、复杂度低、而且符合实际的MIMO相关信道矩阵,对系统级的快速高效计算法的研究和系统级的评估以及误差分析具有重要的意义。

3.5 GHz宽带信道测量和相关参数分析

借助于3.5 GHz频段2、0 MHz带宽的一发双收系统,对中国典型的后3代(B3G)城市信道环境和典型的室内信道环境进行了测量和研究;在该频段验证了室外小区的通用路径损耗模型,提出了适用于中国环境的大尺度衰落模型,为中国后3代信道建模和系统设计提供了参考.通过对室内外信道时延扩展、时延-时间域信道响应、时频域信道响应,以及室外信道传播环境相关性和天线相关性的测量、统计及分析,为后3代系统的评估提供了重要的参数指标.

利用秩和检验的多天线协作频谱感知

高效稳定的频谱感知是认知无线电系统的关键环节。传统的能量检测算法受噪声不确定性影响,而协方差矩阵类算法在天线相关性低时性能较差。针对上述缺陷,利用秩来衡量由信道衰落导致的同一感知时刻不同天线上的信号功率差异,提出通过构建秩和统计量来实现频谱感知的算法。另外,推导了所提算法判决门限的理论表达式,结果显示其不受采样点数影响,因此当采样点数变化时无需重新设置门限。理论分析和仿真表明所提算法不受噪声不确定度的影响,并且在低天线相关性时可以保持良好的性能。

多径效应对信号接收及方向测量的影响

在论述L阵干涉仪和圆阵相关法测向体制误差形成的基础上,基于电磁波传播的多径效应,建立了地空无线链路四径传输模型,并将单个多径分量用时延相同的多径簇来描述,分析了多径分量和多径簇对单个天线接收信号相位和不同天线接收信号互相关系数造成的影响。仿真结果表明,多径条件下接收信号的波形、频谱和相位谱较直射信号都将发生显著的变化,多径效应对俯仰角造成的测量误差要大于对方位角造成的测量误差。

MIMO信道在不同条件下的容量分析

对影响多输入多输出(MIMO)信道容量的因素进行分析研究有助于未来无线传感器网络的组建与优化。假设信道系数不变,给出了发射端不同功率分配方案对信道容量的影响并进行了对比,通过实验仿真可知,注水算法对信道容量是最优的,此结论与理论分析相吻合,但其运算复杂度较高。推导了等功率分配方案在低信噪比时信道容量的近似表达式,并通过实验仿真与理论值进行了比较,其运算量大大降低,且在低信噪比时逼近理论值。假设MIMO信道矩阵随机分布,对影响信道容量的天线相关性进行了分析与仿真;比较了在不同天线配置下,遍历容量和中断容量的变化趋势,结论有助于组网时根据相关要求选择适宜的天线数目。