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。

信道衰落下多智能体系统有限时间一致性控制

针对带有信道衰落下二阶多智能体系统的有限时间一致性跟踪问题,文中提出了基于滑模策略的分布式控制算法。根据智能体的拓扑结构搭建数学模型构造了随机信道衰落影响下的一致性误差函数,基于误差函数设计一致性协议将系统的一致性问题转化为跟踪误差系统的稳定性问题。设计了指数型非奇异终端滑模面,结合Lyapunov稳定性理论和滑模控制理论分析了误差系统的有限时间稳定性和滑模可达性。采用1个领导者和4个跟随者的多智能体模型进行仿真实验,结果显示4个跟随者可以准确跟踪领导者,达成系统跟踪一致性,且在10 s时其误差函数曲线也趋于0,证明了控制策略的有效性。

平流层通信衰落信道的统计模型

在假设阴影衰落对接收信号直射分量的影响符合对数正态分布、多径衰落对接收信号的干扰符合瑞利分布的情况下 ,给出了接收信号包络变化的电平通过率和平均衰落持续时间的表达式 .利用数值分析方法给出了轻阴影、重阴影和混合阴影衰落环境下 ,平流层通信衰落信道接收信号包络的概率密度分布、电平通过率和平均衰落持续时间的数值 .

复合衰落信道建模及模拟方法研究

针对传统信道模拟器仅考虑多径衰落的问题,建立了包含路径损耗、阴影衰落和多径衰落的复合衰落信道模型,提出了一种基于高斯变量分解和谐波叠加原理的硬件模拟方法,推导了该方法输出衰落幅值理论分布与仿真参数的内在联系,并详细分析了可编程逻辑器件定点化模型输出周期性及位宽选择等问题。针对原型化模拟器的实测结果表明,该模拟方法输出信道衰落的统计特性与理论值吻合,可用于实验室中无线通信系统的性能测试和验证。

无线衰落信道模拟方法及仪器研制

信道模拟器是近年来无线通信系统测试与性能评估中的新型测量仪器,研究了包含路径损耗、阴影衰落、多径衰落和信道噪声多种因素的无线信道模型,提出了一种基于谐波叠加原理且易于硬件实现的复合衰落信道实时模拟方法,并据此研制了中频信道模拟器原理样机。实测和分析结果表明,模拟器输出信道衰落分布与理论值非常吻合,统计方差的相对偏差约为0.06%,而自相关特性和多普勒功率谱也均与设计值吻合,可用于实验室模拟真实传播环境对无线信号的随机失真影响。

复合衰落信道下分布式MIMO系统中断概率及信道容量分析

针对分布式MIMO系统中断概率和信道容量这2大性能指标,在复合衰落信道模型下,当上行链路采用最大比发送—选择合并,下行链路采用选择发送—最大比合并时,利用Lognormal分布对复杂Gamma-Lognormal分布的近似,推导得到当移动台位置给定时,系统中断概率和信道容量的闭合表达式,证明了系统性能指标与移动台分布之间存在密切的联系;随后依照实际通信环境,提出一种考虑存在小区热点的移动台非均匀分布模型,然后推导得到考虑该分布模型后的系统平均中断概率和平均信道容量闭合表达式;最后通过计算机仿真,证明了所提近似处理的精确性以及各项理论分析的合理性。

低仰角动态环境下高空平台站通信信道的衰落特性

在分析高空平台站通信系统覆盖特性、链路损耗特性与降雨衰减特性的基础上,针对低仰角动态环境下的信道特性,根据传播散射理论,通过引入阴影系数,建立了一个包含好状态和坏状态的混合状态衰落统计模型.针对不同状态得到了模型高阶统计特性的表达式,并将模型的一阶和高阶统计特性通过实测数据进行验证,发现两者吻合良好.证明该模型可用于高空平台站通信电波传播特性的分析、调制及编码方案的优化和通信系统性能的仿真等.

高效的多径衰落信道系系及其硬件实现

提出了一种基于确定性正弦波叠加模型的多径衰落信道实现方法。该方法以信道自相关函数的均方误差最小来确定模型参数,对多普勒频率进行离散化,并给出了定点实现的位宽选择方案,设计了基于CORDIC算法的多径衰落信道模拟器。实验结果表明,所提出的信道模拟器资源消耗低,实时性好,信道参数配置灵活,其产生的随机过程的分布函数和自相关函数特性接近于参考系统模型,适合于实验室中无线基带系统的硬件测试和验证。

一种适用于瑞利衰落信道的有效的OFDM时频同步体制

对已有的一种时频同步方法加以改进,提出了一种适用于无线瑞利衰落信道的OFDM时频同步方法。这种方法利用一个OFDM导频符号可同时实现符号同步和频率同步,因此适用于无线传输中的快速同步。所采用的频偏估计方法与原有的方法相同,但是提高了符号估计的精度。

混合衰落信道下存在反馈时延的多天线中继性能分析

研究了混合Rayleigh-Rician衰落信道下,存在反馈时延的多天线双跳放大转发(AF)中继系统的性能.首先,基于反馈时延波束成形(BF)模型得到混合衰落信道下中继系统的输出等效信噪比(SNR).然后,利用无穷级数展开推导出输出信噪比中断概率(OP)和概率密度函数(PDF)的解析表达式,并进一步得到中继系统遍历容量和平均误符号率(ASER)的理论计算公式.最后,计算机仿真验证了所提出的性能分析方法的正确性,并定量分析了天线数量、反馈时延和信道参数对系统性能的影响.

频率选择性衰落MIMO信道容量分析

随着传输速率越来越高,信号所占用的带宽越来越宽,实际信道呈现出频率选择性衰落特性。根据频率选择性衰落信道特性,建立了频率选择性衰落MIMO信道模型,采用频域和时域的方法研究了在频率选择性衰落下,发射端已知和未知信道状态信息的MIMO信道容量,并给出了相关的仿真结果。研究结果表明:在相同发射功率和传输带宽下,MIMO系统可以不牺牲信号带宽而显著提高信道的容量,并且天线数量和输入信噪比的大小对信道容量具有不同的影响。研究结果为如何提高频率选择性衰落环境下MIMO信道容量提供了依据。

多径衰落信道下多音干扰OFDM系统性能分析

针对无线通信面临的干扰问题,对多径衰落信道下的正交频分复用(OFDM)系统的抗多音干扰性能进行了研究.在给出系统模型的基础上,对经历多径衰落信道后的受干扰接收信号进行分析,计算了有用信号和各干扰信号分量的数学统计特性,并在此基础上推导了系统的误比特率公式.对系统进行了误比特率仿真,仿真结果表明,理论值与仿真结果能很好吻合,增大子载波间隔可减弱多音干扰对系统的干扰效果.另外,当干扰信号功率较大时,全音干扰效果较好;反之则宜集中干扰功率对部分子载波实施干扰.

Nakagami-m衰落信道下固定增益中继系统性能分析

在Nakagami-m衰落信道下,分析了两跳固定增益放大转发中继通信系统的性能.首先采用基于概率密度函数(PDF)的性能分析法推导了无协作分集时系统的中断概率和平均误符号率(ASER)的闭合表达式,然后采用基于矩生成函数(MGF)的方法推导了有协作分集时系统的中断概率和ASER表达式以及接收信噪比的n阶矩的闭合表达式.仿真结果显示,所推导的闭合表达式与数值仿真结果吻合良好,协作分集和较大的m值可提升系统性能,中继前后两跳的信道质量对系统性能的影响并不相同.

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.

矿井超宽带复合衰落信道建模及仿真

结合实际的超宽带矿井测试环境,研究和搭建了基于Turin模型的Nakagami多径衰落模型,其中的多径时延和多径增益采用射线反射模型得到,利用Matlab/Simulink工具进行了仿真,并对模型进行了修正,综合考虑了阴影衰落、粗糙损耗等因素对模型的影响,建立了矿井超宽带信道的复合衰落模型,得到了与实测波形相一致的仿真结果,说明了方法的正确性。结果表明:复合衰落的变化趋势主要由小尺度衰落决定,其中矿井隧道壁的粗糙损耗影响较大,阴影衰落主要影响了接收包络的中值。利用建立的模型验证了超宽带信号的抗衰落能力比连续波要强得多。

低密度校验码在瑞利衰落信道中的性能分析

低密度校验 (L DPC)码具有编码增益高、译码速度快、可并行译码等特点 ,是当前编码界的一个研究热点 ,但是目前已有的研究成果都集中在高斯信道上 .该文分析和讨论了 L DPC码在瑞利衰落信道下的性能 ,应用联合界技术推导了一个规则码的性能限 ,并给出了仿真结果 ,且发现 L DPC码在瑞利衰落信道下也具有非常好的性能 .

MIMO-OFDM快衰落信道的稀疏自适应感知估计

在多输入多输出(MIMO)-正交频分复用(OFDM)系统中,怎样在较高频谱利用率的情况下对快时变信道进行较为准确的估计是一个具有挑战性的课题。该文在利用压缩感知理论可提高系统频谱利用率的基础上,提出了一种适合于快时变环境下MIMO-OFDM系统的稀疏自适应信道估计方法。该方法不再受到奈奎斯特采样频率条件约束,避免了传统导频辅助信道估计方法频谱利用率低的缺点。该文方法通过构建多天线群时频结构特征稀疏基,利用多天线间和群时变OFDM符号内信道冲激响应具有更强稀疏性的特点,对MIMO-OFDM快衰落信道进行稀疏变换。由于实际MIMO-OFDM快衰落信道往往处于频率选择性、时变性和多种干扰并存的复杂环境,受到干扰的信道参数对系统而言是未知,采用该方法克服了现有基于压缩感知理论的信道估计方法需要预先知道信道冲激响应稀疏度才能重构信道参数的不足,在信道稀疏度未知道的情况下,运用稀疏自适应的方法来对不同时频结构特征的信道参数进行估计。仿真结果表明所提估计方法具有对快时变信道参数估计的鲁棒性和较高频谱利用率,且均方误差小。

衰落信道盲接收条件下的调制分类

该文针对衰落信道下调制识别算法预处理要求高的问题,提出了一种基于循环平稳性检测的调制分类算法,提升了盲接收环境下的分类效果。算法以信号的循环频率为特征,结合循环平稳性检测,实现了OFDM,PSK,FSK等常见数字调制信号的区分。算法无需各种参数估计以及同步等预处理过程,理论推导及仿真结果证明,能够实现低信噪比衰落信道条件下信号的有效区分。该算法将有助于提升衰落信道中非合作接收条件下的信号分类能力。

时间演进非平稳莱斯衰落信道建模及产生方法

针对基站-移动台之间的动态传播场景,构建一个时间演进的非平稳莱斯衰落信道模型,提出了一种基于线性调频信号叠加的产生方法,并给出模型参数的计算及更新算法.实验表明,该方法不仅可以保证衰落信道状态的平滑切换及衰落信道幅值和相位的连续性,还能复现衰落信道的非平稳特性,从而保证信道模型输出的时变包络分布和时变多普勒功率谱与期望值一致.该方法可用于时变场景下移动通信系统的性能评估和验证.

瑞利衰落信道下FSK信号的调制分类

针对在瑞利慢衰落信道下的FSK信号的调制分类问题,提出一种新的基于统计假设检验理论的调制分类算法,分别在同步和非同步条件下,由被高斯白噪声污染的FSK信号复包络导出似然函数,由此得到最优分类器.理论分析和数值仿真实验结果表明,在同步、非同步以及存在频偏条件下,此分类器可有效地解决衰落信道下的FSK信号调制分类问题.