基于实测数据的MIMO信道容量研究

MIMO技术突破了无线频率资源限制,大幅度地提高了无线通信系统效率,故被认为是无线通信技术未来发展的方向.信息论又预示了无线MIMO系统具有潜在的巨大的信道容量.因此,对MIMO信道容量的研究就显得尤为重要.主要是基于上海室外热点地区实测信道数据,利用MATLAB仿真,分析了各种MIMO天线配置对应的信道容量的性能.     

紧耦合MIMO系统SVA室内衰落信道容量分析

近年来MIMO系统的天线日渐趋于小型化,随之而来的紧耦合效应成为影响信道容量的主要因素.首先介绍了SVA室内衰落信道模型的建模方法,其次给出了天线间的耦合效应产生的原理,最后将耦合效应带入信道模型中,并且分析其在丰富的多径情况下不同天线间距对信道容量的影响.仿真结果显示天线耦合效应会导致信道容量减少,并且天线间距越短,耦合效应对信道容量的影响越大.     

相关无线光MIMO系统的信道容量

空间相关性是制约无线光多输入多输出(MIMO)系统性能的主要因素之一。结合OOK调制技术,建立了相关无线光MIMO系统的信道模型,推导了不同相关机制下无线光MIMO系统的平均信道容量的解析式,分析了其中断性能。采用仿真实验分析了对数正态衰落信道中,空间相关性对均匀圆阵光MIMO系统的平均信道容量和中断信道容量的影响。结果表明,空间相关性的存在使得无线光MIMO系统的平均信道容量减小,中断概率增大;同时完全相关对于系统性能的影响较部分相关而言更为严重。     

无线通信系统中电波传播路径损耗模型研究

通过对无线通信系统中电波传播的无线信道分析,介绍了电波传播路径损耗预测的各种模型,重点研究了电波传播路径损耗的室外宏蜂窝模型中的Hata模型、Walgish-Ikegami模型和室内的Motley模型,并对室外的宏蜂窝模型进行了仿真,从而为无线通信系统电波传播信道的设计与规划提供了理论基础.     

MIMO ARQ无线通信系统中发送天线选择的联合优化

为了获得MIMO系统的巨大容量,同时降低系统的实现代价,人们越来越重视天线选择技术.文章基于MIMO ARQ无线通信系统,针对发送天线选择和预编码技术的联合使用,依照系统容量,提出了一种次优的联合优化算法.这一算法把天线选择和预编码分成2个部分完成：在重发数据时,首先利用先前发送时的相关信息和当前的信道信息来选择发送天线;在完成天线选择后,再采用注水算法来优化预编码矩阵.仿真表明,这一算法所获得的信道容量十分接近穷举法所得到的最大信道容量.     

垂直分层空时码系统(V-BLAST)及其检测算法研究

垂直分层空时码(V-BLAST)是贝尔实验室提出的一种多天线(MIMO)结构无线通信系统。近年来。由于该系统具备较高传输容量和频谱利用率，而受到了广泛关注。文章详细介绍了V-BLAST的系统模型、信道容量和常用的接收端检测算法，分析了各种检测算法的特点和性能，并逐一给出了仿真结果。许多学者已将V-BLAST系统的研究推广到了实际应用领域，使之成为未来移动通信的一个重要分支。     

基于三维射线跟踪的信道特性可视化研究

随着移动用户数量的不断增加,小区的范围越来越小.由于小区之间的统计相似性消失,对电波传播特性进行预测的传统方法已不再适用.考虑了直射、反射和绕射等不同的传播机制,运用三维射线跟踪算法对某微小区的场强及信道容量等传播特性进行研究.根据射线跟踪方法得到多径信息,计算出场强及SISO系统、MIMO系统的信道容量,进一步进行了...     

39.5 GHz室内走廊环境毫米波MIMO信道特性研究

目前5 G采用毫米波通信系统,其中39.5 GHz频段为其中关键使用频段需要研究其MIMO信道特性。采用射线跟踪法预测在走廊环境下的39.5 GHz毫米波MIMO信道特性,通过对比仿真和实测结果验证了射线跟踪法的可行性。发现路径损耗斜率较小,说明该环境下毫米波传输较远。同时发现了沿走廊纵向方向收发距离较近时,以直射径为主,LOS分量大,距离较远时有效反射次数较少,角度扩展小相关性强,LOS分量也大,而沿纵向方向中间处具有丰富的散射,NLOS分量增大,所以容量会出现峰值。在此基础上预测了走廊环境下不同区域的2×2、4×4 MIMO以及4×64 Massive MIMO信道容量变化,发现了走廊中间的信道容量高于走廊壁两侧,同时发现采用4×64 Massive MIMO相较于4×4 MIMO可以获得一定的容量增益,但是不会有巨大的提升。     

多变量汽温模糊预测控制

针对火电厂锅炉汽温对象具有大迟延、非线性时变的特性,提出一种基于T-S模糊模型的多输入多输出(MIMO)预测控制策略.将MIMO系统分解为多个多输入单输出(MISO)系统,利用T-S模糊模型描述对象的动态特性,模糊规则将非线性对象划分为多个局部子线性模型,并用加权最小二乘法辨识其参数,然后用预测函数原理设计控制器.为提高预测控制性能,采用多步线性化模型构成多步预报器.仿真结果表明对于MIMO系统的长期预报和控制,多步线性化模型预测控制性能优于单步线性化模型预测控制性能.     

基于混合回归黑启动操作过电压的快速预测

在电力系统黑启动方案制定过程中,需要对不同的黑启动方案进行反复的空充输电线路的仿真和校验.分析了影响黑启动空载合闸过电压的因素;利用EMTP仿真获得过电压的数据样本,应用混合回归的方法首先对各因素进行线性和非线性回归,从而建立了多元非线性回归模型,并以此模型进行预测分析;预测表明:模型应用效果良好,精度精确.     

Multiple-antenna communication systems: an emerging technology

A recent development in wireless communications is the application of multiple-input multiple-output (MIMO) systems to radio communications via use of multiple antennas. In order to investigate the technologys potential, an experimental MIMO system containing two four-element antenna arrays (4x4) has been developed at the University of Alberta. The system is used to obtain MIMO channel measurements in a typical indoor office environment in the ISM band (902-928 MHz). Measurement campaigns have been performed using different antenna spacings and two different types of antenna: half-wavelength (lambda/2) centre-fed dipoles and dual-polarized patches. The measurements are used to calculate channel capacities for an indoor 4x4 MIMO system. The measurements confirm the high capacity potential of a MIMO channel, with ergodic capacity of approximately 21 bits per channel use available with either antenna type at a signal-to-noise ratio of 20 dB if the antenna element separation is lambda/2 or larger. An introduction to basic MIMO theory, a discussion of the University of Alberta wireless MIMO testbed, and observations regarding the measured indoor MIMO channel are presented in the paper.     

非视距环境下Massive MIMO信道的构建与分析

随着下一代移动通信研究的深入,Massive MIMO 技术已成为业界研究的热点。针对 Massive MIMO 系统特有的天线体积大、信道近场非平稳的特性,构建出较真实的信道模型,该模型适用于 Massive MIMO非视距、瑞利平坦衰落环境。在系统仿真中,基站侧采用128根线形排列的天线,基站天线到信道散射体的导向矩阵由精确的波程差来确定,得到发射端相关矩阵,并结合Kronecker模型构建信道。结合不同的预编码方法和散射体分布情况,对比分析了其对 Massive MIMO信道容量的影响。该信道的构建与分析能更准确地反映信道特性,具有较强的理论价值和实践意义。     

WiMAX技术在城区配电网自动化的应用研究

WiMAX技术以IEEE 802．16的系列宽频无线标准为基础,采用了OFDM／OFDMA、AAS、MIMO等先进技术。具有非视距传输能力、传输距离长、容量大、频谱利用率高等技术特点。WiMAX在电力系统通信中的应用为配电网调度自动化系统通道需求提供了新的解决方案。     

基于多簇的几何随机信道建模与仿真

随着智能交通系统(ITS)的不断发展,车载通信作为其关键技术日益受到关注。无线信道作为车载通信的传播途径,其特性分析十分重要。针对移动轿车经过基站时的信号传播模型进行研究,在散射簇的理论基础上建立了适用于大规模多输入多输出(MIMO)信道的窄带单环模型。通过设置符合实际场景的散射簇参数来模拟和分析信道,模型会更加符合实际信道特征,比经典单环模型有更好的评估效果。在仿真模型中,主要研究了信道的时间自相关函数(ACF)、空间互相关函数和频率互相关函数(FCF)等特性。同时,对不同的散射簇场景进行了对比分析,证明本模型更强的实用性。     

基于LS码的分布式MIMO-CDMA系统研究

研究了基于LS码的分布式MIMO-CDMA系统结构,提出了广义的分布式MIMO系统的信道模型,给出了采用MIMO技术时发射机和接收机的结构.最后以单小区双天线的三基站收发端分布式网络为例,仿真了不同的扩频序列、基站收发端的数目和多天线与系统性能的相互关系.结果表明使用LS码扩频的分布式MIMO-CDMA系统性能比使用Walsh码扩频的MIMO-CDMA系统性能优越,基站收发端或移动台采用多天线时的性能优于单天线.     

基于网络分析仪的UWB频域测试

超宽带通信技术(UWB)在未来室内无线多媒体接入中有着广阔的应用前景,研究超宽带室内信道测量技术不仅有利于室内通信系统性能分析,而且有利于加速超宽带通信在民用和商用上的进程。本文在典型的办公楼室内环境下,使用矢量网络分析仪分别在LOS和NLOS场景中进行UWB信道频域测量,并用LABVIEW软件对测试数据进行拟合处理,分析计算后得到的信道参数。信道参数表明,由于室内环境复杂产生的通信阻塞效应,使NLOS场景中信道衰减比LOS场景中更大。在小尺度频域测量中,实测波形很好的反应UWB在室内传播的多径现象,并可以看出多径呈簇,相对于NLOS场景,LOS场景中多径数较少,而且多径能量损耗较小。结果表明,通过频域测试得到的信道参数满足实际信道建模,多径衰落特性与实测统计特性相符,从而验证了测试方法以及数据处理的正确性。     

基于波束选择的毫米波Massive MIMO预编码算法研究

毫米波和M assive M IM O作为下一代移动通信中的关键技术,成为国内外通信领域研究的热点。在楼群密集的城市环境下,基于毫米波的传播特性,构建了城市环境下的毫米波多用户M assive M IM O系统模型,并针对大规模M IM O系统中,消除用户间干扰所用预编码矩阵维度高、系统复杂的特点,依据波束空间信道矩阵的稀疏特性,提出了一种基于波束选择的低维度预编码算法,对无共用波束的用户进行功率分配,对有共用波束、产生干扰的用户进行预编码。仿真结果表明,本文提出的方法在降低系统复杂度的同时又能保证较好的系统性能。所提出的系统模型和低维预编码算法具有较强的理论价值和实践意义,可以为系统后续算法研究以及软硬件设计提供参考。     

一种用于MIMO系统的动态信道估计技术研究

信道估计是数字通信系统中的一项关键技术。现在应用的MIMO信道估计主要针对非频率平稳衰落信道,所以限制了MIMO技术只能在室内有好的应用。本文在小训练序列的支持向量拟合机（SVR）的基础上提出一种用于MIMO信道估计的自适应多维支持向量拟合机（AM—SVR）,不同于通常用于求解M—SVR二次规划的方法,采用迭代权值最小二乘法大大加速了拟合机的训练收敛速度,同时通过计算机仿真试验讨论了该算法用于MIMO系统的性能。