非视距传输关键技术及其在宽带无线接入中的应用

随着无线接入系统的工作频段越来越高,传输带宽越来越宽,非视距(Non Light Of Sight,NLOS)传输的限制就越来越大.研究非视距传播环境下抗衰落技术,对解决非视距无线接入条件下系统的可靠性和有效性,提高工程应用能力具有重要意义.非视距传输的关键实际上是抗多径衰落技术,包括OFDM、收发分集、子信道化、智能天线和自适应调制等技术.在分析非视距传播的条件和影响的基础上,对解决非视距传输问题的几个关键技术进行讨论,并对其在象WiMAX这样的宽带无线接入中的应用优势和影响进行了分析.     

箕舌线变步长LMS/F算法数字域自干扰消除研究北大核心CSCD

自干扰消除技术是实现带内全双工(IBFD)通信的重要前提,其中数字域自干扰消除是带内全双工通信系统中硬件复杂度最低、灵活性最高的自干扰消除技术,并且是自干扰消除的最后一道防线。然而,其消除能力仍需提升,主要是如何处理收敛速度和稳态精度之间的平衡,并且还要具备突变信道的自适应能力。文章提出了一种新的全双工系统的数字自干扰消除方法,发射链路采用数字、模拟预失真技术消除功率放大器的非线性失真,使用辅助接收链获取发射链路信号副本,在数字域中利用重构自干扰信号副本消除接收信号残余自干扰信号和功率放大器残余非线性失真,并通过在接收链与辅助接收链之间共用一个振荡器消除部分接收机相位噪声。仿真表明,该方法与已有变步长LMS消除方法相比,在信噪比为5 dB的条件下,能够在提高收敛速度的同时获得优于变步长LMS方法的消除能力。     

非理想干扰消除全双工协作NOMA系统性能分析及功率分配

随着非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA）技术的不断发展,协作NOMA (Cooperative Non-Orthogonal Multiple Access, CNOMA)也受到广泛关注.该文研究了由一个基站（Base Station, BS）、一个远端用户和一个近端用户组成的全双工（Full-Duplex, FD）协作NOMA (FD-CNOMA)系统,其中近端用户作为一个FD解码转发中继以传输远端用户的信号.考虑实际情况中存在基站与远端用户有无直接链路两种情况,以及非理想连续干扰消除（Successive Interference Cancellation, SIC）对系统带来的残留干扰问题,该文提出并解决了在该模型下用户的功率分配问题.最后,该文基于此模型给出了中继用户和远端用户的中断概率闭式表达式和遍历速率的近似闭式表达式.理论分析与仿真结果表明,即便存在非理想SIC和自干扰,相对于半双工（Half-Duplex, HD）协作NOMA(HDCNOMA)和NOMA系统而言,FD-CNOMA系统表现出更好的系统性能.同时,非理想...     

采用串行干扰消除技术的多速率单小区CDMA系统性能分析

串行干扰消除(SIC)技术可以有效抑制多址干扰(MAI),显著提高DS-CDMA系统容量。该文针对单小区DS-CDMA移动通信系统的上行链路,推导出在加性高斯白噪声信道条件下,采用匹配滤波器的传统单用户接收机双速率系统、线性SIC双速率系统以及理想SIC双速率系统的容量极限,并给出了数值结果。研究结果表明,在任何条件下,相对于传统的单用户接收机系统,采用线性SIC技术能显著提高系统容量。另外,随着系统中用户数目的增多,理想SIC和线性SIC的接收功率之间的差异越来越大,因此,对实际的多速率SIC系统进行功率分配时,不能简单地用理想SIC模型来替代实际的线性SIC系统,以免系统性能严重恶化。     

基于认知无人机移动中继网络的物理层安全通信研究

针对无线频谱资源稀缺和空对地视距(Line of Sight,LoS)链路的安全隐患问题,提出了一种无人机.(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)中继辅助的认知无线电网络(Cognitive Radio Network,CRN)安全传输方案,研究了在主用户和窃听者存在的情况下,次用户发射机向次用户接...     

一种面向无人机通信的协作干扰安全传输技术

本文利用无人机的高机动特性带来信道的动态变化这一机理,通过合理地控制无人机位置,靠近合法节点并远离窃听节点,增加合法节点的信道增益,削弱窃听节点的信道增益,从而提高信源端和目的端的安全通信容量。已有的无人机空地信道模型大多仅考虑视距传输链路,本文在此基础上增加了非视距链路（Not Line of Sight, NLOS）,并且在窃听者位置存在估计误差条件下,建立了两架无人机协同通信场景,在上述场景下通过合理规划两架无人机飞行轨迹,增强合法信道增益,削弱窃听信道增益,并联合无人机的功率分配,实现最大化平均保密速率。该优化问题为非凸问题,因此采用了连续凸近似（Successive Convex Approximation, SCA）以及块坐标下降算法 （Block Coordinate Descent Algorithm, BCD）来解决问题。仿真结果表明在视距链路和非视距链路同时存在的前提下,通过规划两架无人机的飞行轨迹,信号功率,能有效提升无人机通信系统的保密速率。      

基于LED 灯的室内可见光通信系统仿真分析

白光LED灯几MHz到几百MHz的调制带宽使其在照明的同时兼具通信功能。首先提出了照度均方差最小化准则来设计LED灯在室内的布局问题,分别考虑了不包含墙壁反射和包含墙壁反射两种情况下对室内照度分布的影响,分别给出了两种情况下白光LED灯的最优布局。然后分析了室内视距链路(不包含墙壁反射)和非视距链路(包含墙壁反射)下的室内照度分布、接收功率分布以及信噪比分布。非视距链路相对于视距链路来说,室内照度分布和接收功率分布明显增加,但是信噪比明显下降,这主要是由于非视距链路下墙壁反射产生的码间干扰所致。     

基于随机几何的毫米波自回传网络中断性能分析

为精确分析具有线性视距(LOS)传输特性的5G 毫米波自回传网络(mW-SBN)中阻塞问题的中断性能,提出了基于随机几何和随机形状理论的毫米波自回传网络中断分析方法。推导了毫米波宏基站(MBS)和微小区(SC)之间距离的统计特性,以及mW-SBN 回传链路中断概率的闭型表达式,得出了mW-SBN 网络参数与回传链路中断概率的关系式。仿真和计算结果表明:mW-SBN 回传链路中断概率主要受MBS 与SC 之间距离及表征阻塞物大小和形状的参数等系统参数影响,仿真结果也印证了得出的理论分析。     

5G室内覆盖分析及链路预算

4G-LTE系统室内覆盖主流方案有室外照射室内、传统分布系统(DAS)和新型有源数字分布系统。结合3GPP中的InH_office_NLOS(非视距传播)模型分析比较三种覆盖方案在不同频段的覆盖能力,指出了5GNR与LTE融合组网实现的可行性。并根据链路预算结果,分析了新型有源数字分布系统实现方案和技术优势,为5G网络室内建设提供依据。     

面向用户随机分布的NOMA-卫星通信网络性能分析

针对基于正交多址接入(Orthogonal Multiple Access,OMA)技术的卫星通信网络资源利用率低的问题,提出了一种基于功率域非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技术的上行链路卫星通信方案。该方案在用户随机分布的前提下,利用最大或受限的发送功率同时同频发送信息给卫星节点,并采用串行干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)方法提取各用户信息。通过构建用户随机位置信息与波束增益关系,分析了用户分布对系统性能的影响。通过仿真验证了基于NOMA技术的卫星上行通信网络在系统遍历容量方面具有的优势,并分析了关键参数对系统性能的影响。     

超宽带载波包络调制及其频谱相关解调

针对超宽带载波包络调制的频谱特性,提出新颖的正交梳状频谱相关解调方法,将超宽带脉冲信号的处理从时域扩展到了频域。阐述了该解调方式的基本原理和设计思路,推导了正交梳状频谱的载波选择原则。对系统性能的分析和仿真证明了频域相关解调的方法有着和时域解调相同的误码率性能。该方法接收机结构简单、成本低,可由全数字电路实现,便于采用其它数字信号处理技术进一步提高系统性能。     

基于非正交多址的室内可见光通信系统性能优化方法

室内可见光通信(Visible Light Communication, VLC)系统常用的非对称限幅光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing, ACO-OFDM)与直流偏置光OFDM(DC-biased Optical OFDM, DCO-OFDM)采用加循环前缀、信道均衡和载波复用等方法解决信道干扰及多用户复用问题,但均以牺牲有效性为代价。非正交多址(Non-orthogonal Multiple Access, NOMA)通过功率域复用提高频谱利用率,利用串行干扰消除(Successive Interference Cancelling, SIC)进行多用户信号处理,有效兼顾可靠性与有效性。将NOMA应用于室内可见光系统,建立基于NOMA-DCO-OFDM的可见光信号传输及信道增益模型。通过功率域多用户信道差异计算信道增益,进行功率分配实现功率域复用,提高系统容量和通信速率;利用SIC按功率分配算法对用户逐一解调,减弱信道干扰,提高可靠性。通过理论分析和仿真实验验证表明:该系统的通信速率达到6.8×107 bit·s?1,且合速率受用户数量的影响不显著。2用户下,误码率(Bit Error Rate, BER)为10?4时用户1有5.2 dB左右的性能提升,用户2有2.3 dB左右的性能提升,通信可靠性也明显提高。     

Analysis of RF Feedback Chain Isolation in Wireless Co-Time Co-Frequency Full Duplex

By employing a radio frequency (RF) feedback chain, the self-interference can be canceled efficiently in co-time co-frequency full duplex (CCFD). However, the evitable signal crosstalk which is caused by the imperfect RF feedback chain isolation usually damages the self-interference cancelation (SIC) performance. To deal with this problem, firstly, we analyze the impact of RF feedback chain isolation on SIC performance. Then a digital pre-processing scheme with RF feedback chain is proposed in the multiple-antenna CCFD architecture. Using both analytical and experimental methods, we find that the proposed scheme achieves a better performance on SIC.     

Analysis of microwave MESFET power amplifiers for digital wireless communications systems

The analysis of microwave MESFET power amplifiers (PAs) for digital wireless communications by using the hybrid Volterra-series method is presented in this paper. Compared with the traditional approach in the pure frequency-domain operation, the hybrid method has the advantage of fast computation for the continuous spectral signals with the same accuracy. The major modification is the equivalent baseband formulations in the time domain for the digital modulation signal, and the frequency-domain treatment with the nonlinear system via Volterra-series expansion. The MESFET two-dimensional current model is utilized and detailed current expressions are given to account for the gate-drain cross-term effects, while the nonlinear capacitors are also considered to describe the MESFET nonlinear characteristics completely. Circuit-level simulation yields the output modulation signal parameters with the measured data confirmation. System performance degradations due to nonlinear distortions of the MESFET PA are also performed for the communication link with the additive white Gaussian noise channel model. These results would be very useful in PA designs for digital wireless communications systems.     

基于连续干扰消除的毫米波MIMO系统混合预编码算法

该文研究多用户毫米波MIMO系统的混合模数预编码器和合并器设计。针对因信号传播漫散射造成的多用户间信号干扰问题,提出一种基于连续干扰消除(SIC)的鲁棒混合预编码算法。首先对信道矩阵进行正交分解,以消除来自已知用户信号的干扰,从而将含有非凸约束的多用户链路优化问题分解为多个单用户链路优化问题。然后采用相位提取算法逐个求解每个用户的最优传输链路,并结合最小均方误差(MMSE)准则求得多用户混合预编码矩阵。仿真结果表明,与现有的混合预编码算法相比,所提算法在强干扰环境下具有显著的性能优势。     

Mixed-signal quadrature demodulator with a multicarrierregeneration system

This paper presents a combined analog/digital demodulation system built around a (PLL) with digital carrier regeneration. The input signal itself is not digitized, but the PLL is digital wherever it is possible. The link between the analog and the digital domain is a 1-bit sigma-delta converter that converts the (quasi-dc) output signal of the PLL's phase detector into a bitstream. The PLL's loop filter doubles as a decimation filter for the bitstream. The analog I and Q output signals are obtained by multiplying the analog input signal with the digital output signal of the PLL in two four-quadrant multiplying digital-to-analog converters     

无人机数据链中卷积码研究与FPGA实现

信道编码是数字通信系统中的重要组成部分,它是保证信号可靠传输的一种重要方式,卷积码以其优越的性能被广泛应用在数字通信系统中。结合无人机信道的特性,研究分析了卷积码的性能特征,选定了适合无人机数据链特性的（2,1,2）卷积码,采用硬件描述语言实现了卷积码编译码器的硬件设计。实验结果表明,在纠错能力范围内,该设计方案能够正确纠错并译码,并且具有较高的译码速率,提高了无人机数据链的通信质量和抗干扰性能。     

结合ICA和复数神经网络的二麦阵列盲源分离技术

为了降低语音信号盲源分离算法的延时,提高其准确性和稳定性,本文结合传统盲源分离技术和深度神经网络的优势,提出了一种基于ICA独立分量分析和复数神经网络的二麦阵列盲源分离技术。本文将复数递归神经网络和独立分量分析方法有机融合,提出一种基于时频域的双通道复数神经网络,同时解决了独立分量分析中的排列问题。所提方法利输入混合信号利用复数域神经网络计算初始化分离矩阵,神经网络输出采用复数域形式,利用复数学习标签估计复数矩阵,然后采用独立分量分析方法获得目标分离矩阵。实验数据表明,所提方法相较于其它独立分量分析方法提高了盲源分离的实时性和准确性。      

基于非线性系统的小信号检测算法研究

本文研究了通信数据链系统的微弱小信号增强与接收检测算法。为了提升通信数据链系统中信号的接收性能，在低信噪比条件下，提出基于非线性系统的小信号检测算法。在非线性系统中，适当强度的噪声在一定程度上会增强输出信号的幅值，从而实现在强大的噪声背景环境下对微弱小信号的增强和检测功能。本文着重研究了非线性系统中的双稳态系统，分析了通信数据链系统中的 MSK 信号输入到双稳态系统中，利用 Matlab 仿真出输入非线性系统前后的信号时域频域波形图，进而分析了基于通信数据链系统的小信号增强与检测算法性能。Matlab 仿真结果表明，本文提出的算法可以有效改善低信噪比条件下的通信信号接收性能，在信号处理与接收领域有着重大的应用前景。