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。

移动通信系统系统级仿真中慢衰落相关性的研究

本文基于前人研究的两种慢衰落相关模型提出了一种新的慢衰落相关模型,并通过仿真对该模型进行了验证,结果表明该模型同时包含了上述的两种慢衰落相关性,用一个模型同时实现了两个相关模型。该模型较之前人提出的慢衰落相关模型更为全面和接近实际。

空间衰落相关对酉空时码的影响

主要分析了空间衰落相关对非相干酉空时码带来的影响,推导了衰落相关条件下酉空时码的成对差错概率及其Chernoff边界.鉴于酉空时码的独特结构,在差错概率公式中可以很容易地分析衰落相关系数矩阵带来的影响.并研究了衰落相关条件下的最大似然检测问题,无衰落相关只是有衰落相关的一种特殊情况.最后通过仿真的结果验证了差错概率公式的正确性.

直扩分层空时结构在下行衰落相关MIMO中的应用

为了提高分层空时结构在下行衰落相关多输入多输出系统中的传输性能,提出了一种结合了特征波束形成的直扩分层空时结构.发射机利用信道空域协方差矩阵的特征矢量,对每一层发射码元进行扩频和特征波束形成加权,形成正交的空域特征波束来承载扩频后的信号码元;接收机则通过解扩处理分离来自不同波束上的信号,有效地抑制了共信道干扰.新结构的优点是无需设计扩频序列并且可以应用于下行传输,其代价是要占用一定的扩频频谱资源.实验结果表明,新结构明显优于基于迫零算法的分层空时结构.

衰落相关信道近似算法及其Massive MIMO系统分析

为了准确的研究空间衰落信道模型及其近似算法,用以分析Massive MIMO(Multiple Input and Multiple Output)系统性能和算法效能,本文首先导出在典型PAS下的SFC函数的闭合表达式,然后分析推导了角度扩展时的近似算法以及评估其计算效能,最后建立MIMO多天线接收模型和分析其系统性能.研究揭示了其信道特征的诸多关键因素,阐明阵元接收信号强度变化、阵元衰落信号相关性和信道矩阵分布特征.理论计算和仿真实验得出近似计算法在特定条件下具有很好的拟合度,定量分析了近似算法在对MIMO多天线系统分析时的适用性和计算效率,算法能极大地降低理论计算复杂性,提高分析和仿真大规模Massive MIMO多天线系统的效率.

多天线Rice信道空间衰落相关的近似表达

将von Mises分布作为多径散射接收信号的功率密度分布,在存在稳定直射分量的条件下,推导出相应的多天线Rice信道中的多径角度扩展公式,进而推导出了小尺度Rice衰落信道中紧凑阵元空间相关系数的近似表达式。von Mises分布的集中度参量对多径角度扩展的影响较Rice因子更为明显。只要多径散射是各向同性的,阵元间的空间相关性较弱;只要多径散射是各向异性的,空间相关性将随直射分量功率增大而急剧增加。分析表明,角度扩展和阵元间距是影响接收信号空间衰落相关性的主要因素。

3×3多天线系统衰落相关与信道容量研究

为分析天线间距和散射角等信道物理参数对多输入多输出系统信道容量的影响,提出了一种相关衰落环境中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信道物理参数的衰落相关矩阵。并由此详细推导了3×3多天线系统信道容量的闭式表达。结果表明,相关矩阵特征值的个数和大小决定了系统信道容量的大小。该方法回避了已有算法需求取相关衰落信道特征值概率密度函数的问题,降低了运算量,可以被推广到任意收发天线数的多输入多输出和多输入多输出-频分复用系统。仿真结果表明,天线间距增大,信道容量随之增大。但是当天线间距增大到衰落相关的第一个过零点时,信道容量达到最大值,再增大天线间距对信道容量影响很小。散射角越大,信道容量收敛到最大值速率越快。

空间衰落相关性对MIMO多天线信道特性研究

文中对常用的波达信号在拉普拉斯(Laplace)角谱分布函数进行深入的研究。分析MIMO阵列多天线系统在波达信号角功率谱分布下的衰落相关系数并推导出了其通用精确和近似表达式。阐明了波达信号分布与MIMO阵列间的内在机理及近似算法的优越性和使用限制条件,进而提出了改进型的空间散射体分布模型的波达信号角谱分布。研究结果为未来5G MIMO多天线布局和设计提供了理论指导和研究基础。

多天线Rayleigh衰落相关信道的平均信道容量

研究了空间衰落相关的R ay le igh信道的平均信道容量,其发射端和接收端均采用多天线系统。在实际情况中,接收端有理想的信道状态信息,而发射端没有任何信道信息,因此在各发射天线上采用等功率分配进行发射。本文推导了具有2根发射天线和多根接收天线(T IM O)衰落相关信道的平均信道容量,将其和M on te-C arlo仿真结果比较,并进一步研究空间相关性对信道容量的影响。数值结果表明:信道的空间相关性降低了平均信道容量,而且不同于多入单出(M ISO)信道,当信噪比一直增大,由相关性带来的容量损失也增大且不收敛。

衰落相关对分布式MIMO信道容量的影响

提出了一种分布式MIMO信道模型,其中包含了路径损耗、相关阴影衰落与相关小尺度衰落,并通过MonteCarlo仿真,比较分析了相关小尺度衰落和相关阴影衰落对分布式MIMO信道容量的影响,并研究了空间阴影衰落相关条件下分布式MIMO信道容量空间分布的特点.仿真实验结果表明,提出的分布式MIMO信道模型能够有效降低小尺度衰落相关性和阴影衰落相关性的影响.图7,参11.

多天线信道空间衰落相关性近似算法及其复杂性研究

信道空间衰落相关性(SFC)主要取决于波达信号的功率方位谱(PAS)和多天线阵列收发模式.深入研究了移动通信系统中多天线阵列SFC近似计算法及其复杂性.首先导出在典型PAS为均匀分布、高斯分布以及拉普拉斯分布下的SFC函数的闭合表达式.再研究在波达信号PAS小角度扩展时的近似计算法,建立多输入多输出(MIMO)多天线接收信道模型,深入分析所选择的天线阵列和电波传播参数对MIMO系统信道容量的影响.通过理论计算和仿真实验得出近似计算法在特定条件下具有很好的拟合度,定量分析了近似计算法在对MIMO多天线系统分析时的适用性和计算效率.该算法能极大地减低理论计算复杂性,提高分析和仿真MIMO多天线系统的效率.

波达信号功率谱分布对信号接收衰落相关性的影响

本文推导波达信号功率谱对MIMO(Multiple Input Multiple Output)多天线信号接收衰落相关性通用式,并分析了在各种功率谱分布下的接收信号相关性。结果证明分析可以很好地应用于波达信号功率谱为高斯分布、拉普拉斯分布和均匀角分布时的信道情况。在功率谱分布是双边分布时,导出了其接收信号衰落相关性特征。分析结果发现功率谱分布的标准偏差或角度扩展大小是确定接收信号衰落相关性的主导因素。数值结果表明在一定范围内增大天线阵列单元间的距离以及功率谱分布标准差可以减小天线阵列接收信号衰落相关性,改善系统性能。在阵列天线单元间在中长距离内,功率谱高斯分布更符合实际和有利于分析和提高无线信道多天线MIMO系统性能。

一种空间相关的Nakagami-m衰落下MIMO-OFDM系统误码率计算方法

为了获得Nakagami相关衰落下各参数对MIMO系统误码率的影响,首先给出了一种新的MI-MO-OFDM系统模型.接着对空间相关的基于STBC编码的MIMO-OFDM系统在Nakagami-m平坦衰落下的信道误码率进行了研究,给出了一种误码率的表达式,分析了空间相关性和分布参数对系统的误码率的影响.最后给出空间相关条件下的STBC的误码率性能仿真,以验证理论分析的有效性.结果表明,在Rayleigh和Rice分布都不足以描述信道特性的情况下,采用Nakagami分布比较吻合实际测量的数据,信道衰落基于Nakagami-m分布的STBC编码能很好的满足MIMO-OFDM系统的差错性能要求.

双分集最大比合并相关瑞利衰落的误码性能

给出MPSK与CFSK在双分集最大比合并相关瑞利衰落信号下的误比特率的解析结果,无需冗长的模拟,易于研究分集合并与信道相关性对系统性能的影响,其数值结果与先前的研究结果一致。

相关衰落信道下的一种层间联合自适应SR-ARQ传输机制

传统自适应传输机制在相关慢衰落信道下有较差的系统性能。针对相关衰落信道,提出了一种层间联合自适应传输机制。利用有限状态马尔可夫链来描述相关衰落信道,同时通过构建一个多状态马尔可夫系统模型来分析系统吞吐性能,并对调制方式和传输分组大小进行优化。另外,推导了系统平均吞吐性能的表达式。仿真结果显示所提出的自适应传输机制在相关衰落信道上能获得更好的系统性能。

瑞利相关衰落下MIMO系统信道容量

文中研究了瑞利相关衰落条件下MIMO系统的信道容量。建立了相关衰落条件下MIMO系统的数学模型,讨论了相关衰落对信道容量的影响,对未知发射机状态信息和已知发射机状态信息下的信道容量进行了理论分析与仿真。结果表明,由于相关衰落而损失的信道容量会随着发射和接收天线数目以及相关系数的增加而增大。在天线数较多而信噪比较小时,根据注水原理进行功率分配的方法可显著提高信道容量。

相关衰落信道MIMO STBC分集增益与多用户自适应OFDMA研究

首先沿用经典的分集增益特性分析了在已知与未知多输入多输出(MIMO)信道状况的条件下空时分组码(STBC)接收机的性能,从而揭示了相关衰落下信道矩阵的秩和特征值扩展对分集增益与编码增益等极其重要的影响;接着提出了一种与多天线STBC等效的单发单收(SISO)模型,将复杂的分集增益指标转换为直观的SNR指标,明确表示出接收机SNR与信道相关矩阵之间的关系,并以此为基础,提出一种实用的多用户MIMO-OFDM系统STBC编码优化的子载波资源分配OFDMA方法,进一步提高频谱效率与系统性能。

分组相关快衰落信道下自适应Turbo码译码算法研究

分析了分组相关快衰落信道的特性,推导出该信道下Turbo码译码算法;研究了迭代次数对Turbo编码系统的影响,在小信噪比弥散度条件下,提出基于平均信噪比的最佳迭代译码次数自适应选择方案,可以兼顾译码性能和译码速度,得到较低的平均误比特率和较高的平均译码速度。仿真结果说明,本文提出的Turbo码译码算法,降低了对信道估计精度要求的同时,得到精确信道估计时的性能;对于目标误比特率为10-4时,采用自适应Turbo译码算法,与固定迭代4次相比,平均误比特率降低了40%,提高了系统性能;而与固定迭代8次相比,迭代次数降低了约1/4,提高了译码速度。

采用两条支路分集接收的相关瑞利衰落信道容量

本文研究采用两条支路最大比合并 (MRC)或选择合并 (SC)分集接收的相关瑞利衰落信道理论容量推导恒定发射功率自适应M进制正交幅度调制 (M QAM)的频谱效率 ,并将它们与独立同分布瑞利信道理论容量进行比较 ,其结果对收发信机之间无视距分量路径。

相关Nakagami衰落环境中的2D-Rake接收机的BER性能

分析了最大比合并(MRC)二维Rake(2D-Rake)接收机,在相关频率选择性Nakagami衰落环境中的平均误比特率(BER)特性。推导了在任意衰落环境中,存在多个共信道干扰的多天线多Rake抽头接收机的信干噪比(SINR)和BER的闭式表达式。文中还进一步说明了角度扩展、天线间隔、空间和时间分集阶数、平均到达角度、平均路径强度以及衰落程度对2D-Rake接收机BER性能的影响。