弱湍流中紫外光非直视分集接收技术的研究

根据弱湍流信道中对数正态分布模型,建立了紫外光非直视分集接收系统。采用开关键控（OOK）调制,在不同闪烁指数和接收天线数下,分别对比分析了最大比合并（MRC）、等增益合并（EGC）和选择性合并（SC）的误码性能。仿真结果表明,相比于无分集情况,采用三种合并方式的误码率性能有明显提升。在接收天线数相同的情况下,三种合并方式中,MRC的性能最优,其次是EGC,SC的性能最差。对比分析了不同接收天线数时的误码率性能,随着接收天线数的增加,三种合并方式的误码性能得到了较大改善。在弱湍流信道中,采用分集接收技术能够减轻衰落的影响,提高分集增益。     

基于空间分集的UWB系统性能分析

将多接收天线应用于跳时(TH)二进制反极性脉冲幅度调制(2PAM)超宽带(UWB)系统中,在存在多用户干扰的环境下以提高系统的误码性能,进而达到高速率通信。分析了在SGA条件下,基于空间分集的SINR的表达式,估计了系统的误比特率,并对2PAM-TH-UWB系统的性能进行仿真。仿真结果表明,随着接收端接收天线数的增加,2PAM-TH-UWB系统误码性能提高。     

副载波调制无线光通信分集接收技术研究

基于湍流信道条件下光强闪烁的对数正态分布模型,建立了副载波BPSK调制的无线光通信空间接收分集系统。在不同光强闪烁效应和接收天线数下,分别对比分析了3种线性合并技术的差错性能及分集增益。仿真结果表明,分集技术可以有效地改善无线光通信系统性能,具有较强的抗大气信道衰落能力。3种合并技术中,系统误码率性能改善最优的是MRC,其次是EGC,而SelC较差,对短距离且弱光强闪烁下的FSO系统,不建议空间分集采用选择合并方式。     

基于MMSE的MIMO-UWB系统抗干扰性能分析

为提高系统空间分集和误码率性能,在UWB系统中引入多天线技术和编码技术,MIMO与UWB系统的结合,大大提高了UWB系统抗干扰性。在STF编码的基础上,对MIMO-UWB系统的发射和接收进行了简要介绍。针对传统的ML译码复杂度较高的问题,提出了一种简单的解码方案(MMSE),理论分析表明,新算法进一步降低了系统的复杂度。在2种不同译码算法的基础上,对MIMO-UWB系统误码率性能进行了仿真。     

用于移动通信系统的发送分集技术

在分析接收分集技术最大比率接收合并(MRRC)方案的基础上，介绍了一种两分支发送分集方案。该方案采用2个发射天线、1个接收天线，可提供与1个发送天线、2个接收天线情况下的MRRC方案相同的分集增益。由于发送符号采用了正交性设计，该发送分集方案在接收端可以将不同的发送符号分离开来，分别进行最大似然检测。仿真结果表明，运用分集技术可大大改善无线通信系统的性能，且该方案和一发两收的MRRC方案性能相似、计算复杂性相同。该发送分集方案能更好地应用于移动通信系统。     

多中继与多用户选择的中继系统安全性能分析

为了考察使用多中继选择与多用户选择的放大转发（AF）中继系统的物理层安全性能,推导了其在瑞利衰落信道上和联合发送天线选择/接收最大比合并天线分集下的非零安全容量概率和安全中断概率的精确表达式以及在高信噪比下的渐近安全中断概率解析表达式。AF中继系统的非零安全容量概率和安全中断概率的数值计算和仿真结果相吻合,验证了以上理论分析的正确性;分析结果表明,其安全分集增益为源节点发射天线数、最优中继节点接收天线数、中继节点数的三者乘积与最优中继节点发射天线数、最优用户接收天线数、用户数三者乘积之间的最小值,且与窃听信道无关。     

改善系统中断速率的一种新虚拟接收天线方案

在发射分集系统中,使用虚接收天线技术将时间分集转化为虚接收天线分集,以提高信道的秩,可以有效提高系统中断速率,这十分适用于某些需要能够在较低的中断概率下以一定的传输速率进行通信的系统。已有的研究是将同样的数据在两个时隙内重复发送以形成虚接收天线,而这使得传输效率下降了一半。为改善性能,提出了一种新的虚接收天线方案,不再简单地重复发送,而用一个时隙发送前两个时隙数据的和,从而提高传输效率。分析和仿真表明,新方案可以提供与重复发送方案相同的分集阶数,而且相对于重复发送方案,新方案可以更有效地提高系统中断速率,并且遍历容量也相应提高。     

概率方法预测特定环境超宽带信号功率分布

针对超宽带(UWB)信号在无线信道的传播特点,使用随机桥过程产生建模UWB信号多径分量传播轨迹的随机射线,构造出可以描述UWB信道特性的基本随机变量,由此得到预测信道中某个场点接收到的信号功率的概率方法.对一个典型室内传播环境中沿着任意路径接收的UWB信号功率进行仿真计算,结果表明预测功率分布概率方法的算法稳定.对传播环境中某个区域的功率分布进行计算,同时研究了不同分集接收方式对功率预测的影响.仿真结果表明,全Rake分集接收方式并不占优势;在分集接收的抽头数较少时,部分Rake分集接收和选择性Rake分集接收方式具有相似的分集接收效果.最后对接收点信号功率的分布进行统计分析,并对概率方法与射线追踪法进行了比较.     

具有天线选择与中继选择的空间调制技术

针对空间调制(SM)技术存在的缺欠,提出了具有天线选择和中继选择的空间调制系统方案。首先在多输入多输出(MIMO)信道模型下,通过对发送端天线选择,将拥有最佳信道状态的天线选出进行SM,打破SM技术对发送端天线数的限制,并提升采用高阶调制的SM分集性能。然后进一步将此思想引入协作通信网络,结合传感器网络的分级观念,提出采用中继选择和空间调制的中继传输协议,并通过仿真观察系统分集性能的改善。仿真结果表明,上述中继传输协议不仅能提升系统性能,而且使系统配置更加灵活。     

Nakagami信道下MIMO解码转发中继系统的安全性能分析

在协同自适应解码转发中继系统中,该文针对Nakagami-m衰落信道,研究了基于多天线低复杂度的机会式传输策略的物理层安全性能。为充分利用天线分集增益提升系统安全性能,发送节点均采用发送天线选择策略,接收节点均采用最大比合并策略。推导了系统安全中断概率的闭合表达式,并进一步提供了渐近性能分析,得到了系统的安全分集阶数。仿真结果验证了理论分析的正确性,并揭示了各系统参数对机会式传输方案的安全性能的影响。结果表明,通过增加合法节点的天线数和增大合法信道的Nakagami衰落信道参数可显著提升系统安全性能。     

A Compact UWB and Bluetooth Slot Antenna for MIMO/Diversity Applications

A novel compact pattern diversity slot antenna for ultra‐wideband (UWB) and Bluetooth applications is presented. This antenna consists of two modified coplanar waveguides that feed staircase‐shaped radiating elements, wherein two different fork‐like stubs are placed at the 45° axis. The measured results show that this proposed antenna operates from 2.3 GHz to 12.5 GHz, covering Bluetooth, WLAN, WiMAX, and UWB. The performance of radiation patterns and the corresponding envelope correlation coefficient prove this antenna is suitable for MIMO/diversity systems. Also, the antenna's compact size makes it a good candidate for portable devices.     

改善隔离度的“V”型结构的超宽带天线设计与实现

设计了一款栅栏形式的“V”型结构超宽带多入多出(MIMO)天线,将对角线上的2个基本天线单元置于介质板的另一侧,并引入一种栅栏形式“V”型结构的耦合器来降低天线单元间的耦合,用于改善天线的隔离度。该天线工作频段为3.3~12.02 GHz。经过对回波损耗和隔离度的仿真和测试,证明该款MIMO天线在不影响超宽带(UWB)天线基本性能的基础上满足了MIMO天线对隔离和分集增益的要求。     

Performance of DS-UWB multiple-access systems with diversity reception in dense multipath environments

Ultrawideband (UWB) technology is characterized by transmitting extremely short duration radio impulses. To improve its multiple-access capability, the UWB technology can be combined with traditional spread-spectrum techniques. This paper demonstrates the influence of spatial and temporal diversities on the performance of direct-sequence (DS) UWB multiple-access systems in dense multipath environments. Numerical results show that the bit error rate performance of the DS-UWB system can be improved significantly by increasing the number of antenna array elements and/or by adding more multipaths coherently at the receiver. Furthermore, this paper studies the impact of array geometry on system performance and shows that a rectangular array can capture more energy and thus can offer better performance than a uniform linear array.     

一种超宽带地板开槽单极子天线的设计

研制了一款超宽带印刷单极子天线。通过在接地板和单极子贴片底部开槽,展宽了天线频带,改善了天线带内特性,提高了天线增益。采用HFSS软件进行仿真,对天线模型参数进行优化,达到最佳设计效果。结果表明,改进后的天线-10 dB阻抗带宽为2.2~14.6 GHz,比原不开槽天线的-10 dB阻抗带宽增加了7.2 GHz。天线实现了小型化超宽带的同时,在整个超宽带匹配频段内,具有良好的驻波和方向图特性,在超宽带设备中有着很好的应用前景。     

超宽带馈源技术发展综述

反射面天线是最主要的高增益天线形式,在与无线电相关的各个领域具有广泛应用。随着科技的发展,对于超宽带(UWB)反射面天线的要求日益迫切。因此,作为反射面天线核心的馈源,如何在超宽的频带内具有良好的阻抗特性、恒定的辐射特性和稳定的相位中心,已成为当今天线技术的研究热点。给出了超宽带馈源的设计要点,总结了超宽带馈源的类型、特点和发展现状,并对超宽带馈源设计技术的未来提出了展望。     

多用户检测在超宽带无线通信中的应用

在超宽带(UWB)通信系统中多址干扰是限制系统性能的重要原因,为了有效抑制多址干扰,本文将多用户检测技术应用于超宽带多用户通信系统中。通过分析信号特征,给出了应用在UWB系统中的几种次最佳多用户检测器的结构,考虑到实际UWB系统需要接收机有较低的复杂度,又提出了一种特别针对UWB系统的类最小均方差(MMSE)检测器并分析了其性能。在UWB室内信道环境下的仿真表明,采用本文提出的多用户检测器可以取得明显优于传统接收机的系统性能。     

Triangular quad-port multi-polarized UWB MIMO antenna with enhanced isolation using neutralization ring

In this study, a quad-port multi-polarized ultra-wideband (UWB) multiple input multiple output (MIMO) antenna system with a new isolation technique is designed for wireless devices. The antenna structure consists of four triangular monopole elements and neutralization ring (NR) structures. The monopoles are back-to-back positioned in symmetrical and orthogonal arrangement. Therefore, they radiate towards four directions without interference, and thus the diversity performance is improved. A novel NR is formed by combining a rectangular ring and a straight line to reduce the mutual coupling due to interoperation of the elements. Each triangular monopole is fed by 50 Ohm microstrip transmission line (MTL) with a thin strip line for ensuring impedance matching. Antenna performance in terms of impedance bandwidth, current distribution, radiation pattern, peak gain and envelope correlation coefficient (ECC) is also investigated. The MIMO antenna system has 3.1–17.3 GHz impedance bandwidth, 1–5 dBi peak gain variation, less than 0.1 ECC. The results indicate that the proposed antenna has the characteristics of larger UWB bandwidth, high isolation by the NR structure, multi-polarization, uniform gain and quasi-omnidirectional pattern.     

Analog space-time coding for multiantenna ultra-wideband transmissions

Ultra-wideband (UWB) transmissions have well-documented advantages for low-power, peer-to-peer, and multiple-access communications. Space-time coding (STC), on the other hand, has gained popularity as an effective means of boosting rates and performance. Existing UWB transmitters rely on a single antenna, while ST coders have mostly focused on digital linearly modulated transmissions. In this paper, we develop ST codes for analog (and possibly nonlinearly) modulated multiantenna UWB systems. We show that the resulting analog system is able to collect not only the spatial diversity, but also the multipath diversity inherited by the dense multipath channel, with either coherent or noncoherent reception. Simulations confirm a considerable increase in both bit-error rate performance and immunity against timing jitter, when wedding STC with UWB transmissions.     

一种基于微带槽天线的带阻性UWB天线的研究

提出了一种新颖的小型平面超宽带天线。该天线由微带槽天线的基本结构变形而来,为获得超宽带的频率特性,设计时馈电微带采用了圆弧形调谐枝节,金属底板的开槽设计成对称多边形之后通过数值计算获得最佳的天线几何尺寸。通过HFSS仿真和测试设计了一种频率覆盖3.1～10.6 GHz的超宽带UWB天线,其对包含在超宽带频段范围内的民用频率范围有一定的滤除作用,结构简单并且驻波特性良好,方向图具有准全向性。