基于混沌序列的MIMO_OFDM系统同步算法研究*

在介绍MIMO OFDM系统模型,分析TD-ERCS映射产生的混沌序列特性基础上,提出了一种基于混沌序列的MIMO_OFDM系统时间和频率同步新算法.该算法利用TD-ERCS混沌序列优良的自、互相关性,实现对各个发射天线时间延迟和频率偏移的精确估计.仿真表明,新算法较传统算法有更好的同步精度和通信的安全性.     

FD Massive MIMO协作多点传输场景下提升系统频谱效率的算法研究

近年来,随着智能终端数量的增长与第五代移动通信技术的发展,移动通信系统对系统频谱效率以及数据吞吐量的需求越来越高。因此,如何能提升未来无线移动通信系统频谱效率成为了5G研究的重点方向。在第五代无线移动通信新空口技术(5G NR)研究进程中,协作多点传输技术(CoMP)通过其多个传输点的联合传输,降低小区间干扰(Inter-cell Interference),从而提升小区边缘用户的覆盖性能,实现了网络容量以及频谱效率的大幅提升。另一方面,全维度大规模多输入多输出技术(FD Massive MIMO)充分运用了FD MIMO的维度资源、波束赋形以及角度调整技术以及Massive MIMO的大规模的天线跟波束资源,进一步实现了网络频谱效率的提升。本文在FDMassiveMIMO协作多点传输场景下深入研究了提升系统频谱效率的算法,通过对比分析总结出一种有效提升频谱效率并同时实现干扰协调的算法。最后,给出了系统级仿真结果并证明了该算法在提升系统频谱效率方面的优越性能。     

基于虚拟空时信道技术的MIMO系统

MIMO通信系统能够在不增加系统带宽以及功率的情况下,提高系统的数据传输速率与频带利用率.常规MIMO通信系统的每根发射天线承载单路用户数据流,通过增加天线数目提高系统信道容量与载入用户数量,即不同用户数据分配至不同的发射天线上,对于发射端的天线,一方面,增加天线数会增加系统复杂度,另一方面,每根发射天线仅分配单一用户是浪费资源的.因此,在天线上复用多路用户是MIMO系统的发展趋势.针对问题,提出了在发射端级联虚拟空时信道模块的优化MIMO系统,该模块通过系统的反馈信息自适应地调整参数,优化无线信道,保证传输同样数据流的情况下,提高系统通信质量以及在同样的通信质量下与系统带宽下提高系统传输速率.实验测试以及仿真表明,在2×2规模的MIMO系统中,改进的MIMO系统能够在相同带宽内至少提高50%的传输速率.     

基于功率控制的大规模MIMO系统能效优化算法

能效优化是5 G通信领域的一个研究热点.首先针对单小区多用户上行大规模MIMO通信系统,在满足用户QoS需求和系统可容忍的信道有效噪声条件下,建立关于发射功率、导频序列长度、基站天线数的能效优化模型;其次,不同于传统利用迭代算法求解使系统能效最佳的基站天线数,提出了采用Lambert W函数分析得到最佳基站天线数的闭式表达式;最后根据分式规划理论,采用迭代优化算法联合优化系统导频序列长度、发射功率、基站天线数.仿真结果表明,该算法较现有算法能效提高了11.2％,说明该算法能有效提高系统性能.     

大规模天线系统中基于软判决的MIMO信号检测算法

在大规模多输入多输出(MIMO)系统下,提出了一种基于软判决的改进MMSE(IMMSE)信号检测算法。在IMMSE算法中,把MMSE算法检测值作为算法的初始值并采用迭代干扰消除技术。进一步使用对数最大似然比(LLR)将检测序列进行排序,提出一种有序的IMMSE(OIMMSE),并使用软判决技术来提高算法的检测性能。在不同天线数的MIMO系统下,对IMMSE算法和OIMMSE算法进行误码率性能仿真。仿真结果表明,OIMMSE算法和IMMSE算法性能明显优于MMSE。而且提出的新算法随着天线数的增加,越来越接近单输入单输出(SISO)在加性高斯白噪声下的性能。由此可见,新算法对大规模MIMO系统是有效的。     

一种改进的相关信道下MIMO天线选择算法

由于MIMO系统天线间距的限制等原因,实际MIMO无线信道往往是衰落相关的,而信道相关性严重影响了MIMO系统的性能。针对这个问题,提出一种改进的基于相关性天线选择算法,通过选择具有最小平均相关性和最大相关矩阵行列式的天线子集作为最优天线集合。在选择较少天线的情况,降低了计算复杂度,达到几乎与相关性选择算法相同的性能,且非常接近最优选择算法。仿真结果证明了改进算法的有效性和可靠性。     

基于Zynq的人脸检测设计

针对目前大多嵌入式人脸检测系统因资源限制而导致的软件方式实现速度较慢的问题,提出利用软硬件协同的方法来加速人脸检测。在Zynq-7000平台的基础上,使用C语言实现了基于AdaBoost级联分类器的人脸检测算法,并测试了各个模块的运行时间。结合算法实现的具体过程及其繁复程度给出了硬件加速方案。将检测算法计算量大而多的部分转移到硬件部分进行优化加速,在Zynq-7000平台上实现了软硬件协同的人脸检测,最后给出了相应模块的加速结果。     

Zynq-7000"FPGA+ARM"架构的数字图像处理系统设计

针对目前数字图像高帧频、高分辨率、大数据量的特点,本系统选取有丰富逻辑资源、具有高速并行运算能力和可重构能力的Zynq-7000系列产品,其"FPGA+ARM"的体系架构提高了数字图像处理系统前端图像的采集速度、方便了中端图像处理以及后端的显示.本文介绍了基于Zynq-7000的Cameralink图像输入与采集、Cameralink图像传输与存储和CameraLink图像显示的数字图像处理系统的设计,并且详细介绍了各部分功能涉及的关键技术.经验证,本系统实时性高、体积小、性能稳定,实现了大数据量的图像采集与传输,目前已应用在实际的项 目中.     

基于量子Grover算法的MIMO检测技术

最大似然译码(MLD)是MIMO系统中最佳接收算法,但是其运算计算量随发射天线数呈指数增长,这是一个NP问题,如果利用量子并行处理的优势,将量子搜索算法应用于MIMO系统的检测中去,会有效地解决以上问题,提高系统的性能.提出了基于量子Grover算法的MIMO检测方案,并分析了该方案的性能和特点.     

STFBC用于MIMO-OFDM性能分析

本文对具有时域和空域分集的通信方案以及同时具有时域、空域和频域分集的通信方案的性能进行了对比。在对比中采用相同的发射速率,两种方案分别为使用2个发射天线、1个接收天线的MISO系统以及使用2个发射天线、2个接收天线的MIMO系统。两种方案中均使用了OFDM技术。模拟实验给出了对应一系列固定无线应用信道模型的模拟结果。     

基于DSP + FPGA的PMSM控制系统设计与实现

面向低轨卫星载荷测试中可灵活配置和小体积宽带信号模拟的需求,采用了AD9361和Zynq-7000构成了信号模拟系统,AD9361射频捷变芯片具有宽带、小型化特点,基于SOC架构设计的Zynq-7000运行Linux操作系统,可完成低轨卫星轨道的位置、速度以及卫星接收信号的多普勒值计算,Zynq-7000通过寄存器实现对AD9361射频捷变芯片参数配置,同时将接收信号多普勒值计算结果通过AXI总线实时设置AD9361射频捷变参数可实现70MHz至6GHz低轨卫星载荷接收信号的模拟。论文给出了基于Zynq-7000芯片Linux操作系统下实时轨道参数和信号参数计算的流程和结果,测试了AD9361射频捷变芯片模拟生成的低轨卫星载荷接收信号性能参数。     

Performance analysis of uplink MIMO MC-CDMA systems based on linear zero-forcing V-BLAST algorithm

A structure was proposed for multiple-input-multiple-output multicarrier code divi- sion multiple access （MIMO MC-CDMA） uplink transmission system. Linear zero- forcing V-BLAST （ZF V-BLAST） algorithm and maximum ratio combining （MRC） scheme was applied to the receivers. The average bit error rate （BER） expression was derived on condition that the number of receive antennas was larger than that of transmit antennas and it was verified by simulations. Numerical results show that the number of transmit and receive antennas, as well as the number of sub- carriers, all exert significant effects on the BER performance. The space diversity and frequency diversity show different abilities to improve the BER performance. The MIMO MC-CDMA system based on linear ZF V-BLAST algorithm is capable of achieving better BER performance than that of the conventional MC-CDMA system by reducing the number of transmit antennas or increasing the number of receive antennas.     

Performance of Dual-Polarized DSTTD-IDMA system over correlated frequency selective channels

In this correspondence, we present the performance of Dual-Polarized double space–time transmit diversity (DSTTD) aided multiple-input multiple-output (MIMO) interleave division multiple access (IDMA) scheme over correlated frequency-selective channels for downlink communication. DSTTD system is realized by employing two space–time block code units at the base station (BS). We employ two Dual-Polarized antennas both at the BS and mobile stations. We consider maximum-likelihood ratio detection algorithm at the receiver to detect the signals and to mitigate the effects of multiple access interference and multi stream interference. We implement iterative type turbo decoding algorithm to enhance bit error rate (BER) performance. We evaluate the performance of Dual-Polarized DSTTD-IDMA system based on Stanford University Interim channel models and Long-Term Evaluation channel model. Our simulation results reveal that DSTTD-IDMA system with Dual-Polarized antenna requires higher SNR than uni-polarized antennas. However, it provides the advantage of replacing two uni-polarized antennas by a single Dual-Polarized antenna.     

MIMO-OFDM系统中的自适应比特分配

正交频分复用(OFDM)与多天线(MIMO)技术的结合可以有效提高系统的性能。为了研究自适应比特分配对MIMO-OFDM系统性能的影响,首先介绍了MIMO-OFDM的系统结构和MIMO信道的奇异值分解(SVD)过程。将多载波系统中的Hughes-Hartogs自适应分配算法应用于天线数为2×2的MIMO-OFDM系统中。仿真结果表明,采用Hughes-Har-togs算法的MIMO-OFDM系统的数据速率达到甚至超过了单天线OFDM(SISO-OFDM)系统的2倍,但SVD分解也带来了巨大的运算量,提出了在MIMO-OFDM系统中使用自适应分配算法的策略。     

结合天线选择的空间调制及性能仿真

提出了一种分组映射空间调制方案。每个时隙中有多个发射天线被同时激活,结合幅度相位调制技术,每根选中的天线发射不同的符号,并且所激活的特定天线序列也携带相应信息。相对传统空间调制技术而言,该方案可以有效地提高空间调制系统的频带利用率和传输速率。Rayleigh衰落信道的仿真结果表明,所提方案的误比特率（Bit Error Rate,BER）性能优于传统的空间调制与多输入多输出（Multi-Input Multi-Output,MIMO）技术。方案可进一步结合发射天线选择（Antenna Selection,AS）技术,提高系统的传输质量。实际多极化MIMO信道的测量和仿真结果表明,在发端天线选择数目均相同时,分组映射调制的性能明显优于空间调制,结合AS的调制系统性能明显优于未结合AS的系统。     

Zynq-7000的柔性直流输电桥臂控制器设计

介绍了基于Xilinx Zynq-7000芯片的柔性直流输电桥臂控制器的设计方案。集成在Zynq-7000芯片上的FPGA和ARM之间采用AXI4总线传输数据;配置芯片上的ARM双核各自运行独立的应用程序,移植了Linux操作系统;同时,基于Linux增加了HDMI图形控制界面和SD卡数据记录等功能。FPGA和ARM间的数据速率实测达到8.9Gb/s,大大地提高了桥臂控制系统的实时性。     

MIMO链路ad hoc网络传输调度算法

针对MIMO链路ad hoc网络中已有传输调度算法未充分利用MIMO空间复用能力的问题,提出了一种新的传输调度算法.该算法通过考虑MIMO的多流接收能力而有效地减小了调度帧长,通过合理安排节点分配顺序使得节点分配的数据流比较平均,同时,该算法通过允许节点发送多个数据流而高效利用了MIMO的空间复用能力.推导分析了传输调度算法的通过量和时延性能,结果表明,与已有算法相比,采用文中算法可以提高网络的通过量,减小网络的平均时延和最大时延.     

UWB antenna and MIMO antennas with bandwidth,band‐notched,and isolation properties for high‐speed data rate wireless communication: A review

The prospective of ultrawide band (UWB) technology is enormous due to its remarkable advantages such as the capability of providing high‐speed data rates at short transmission distances with low power dissipation. The swift growth in wireless communication systems has made UWB an exceptional technology to replace the conventional wireless technologies in today's use. UWB bandwidth (3.1‐10.6 GHz) covers most of the communication applications. High frequency of operation with high level of miniaturization has enhanced the interest in designing high performance antennas. There is a growing demand for small and low cost UWB antennas that are able to provide satisfactory performance in both time and frequency domains. The trend in recent wireless systems, including UWB based systems, are to build small, low‐profile integrated circuits so as to be compatible with portable wireless devices. Transformation of UWB in MIMO achieved high data rate and solved the problem of multipath propagation. The main reason for writing this review is to investigate various UWB methods and band rejection approaches on a single platform. Some of the isolation enhancement approaches are also included in article due to the requirement in MIMO antennas.