提高MIMO系统容量的检测算法研究

为了满足通信容量的需求，在发射端和接收端设置多元素天线阵列构成多输入多输出系统，可以显著提高频谱的利用率，基于贝尔实验室提出的非线性迫零检测算法，提出了反向迫零检测算法．理论和仿真证明，在相同信噪比条件下，反向迫零检测算法获得的系统容量高于非线性迫零检测以及线性迫零检测算法．与奇异值分解算法相比，该算法虽然得到的系统容量有所减小，但是由于所需的运算量相对较小，因而易于实现．     

一种稳健的水声MIMO通信系统调制技术

作为一种极具潜力的高速水下通信技术,基于VBLAST（贝尔实验室垂直分层空时）编码调制的水声MIMO通信技术,借助于空间复用,可在不增加系统带宽的条件下成倍提高数据传输速率。但由于同时受到同频干扰及多径干扰的影响,当信道多径扩展严重时,基于VBLAST调制的水声MIMO通信系统性能下降严重。为此,提出一种新的调制技术,该技术通过将各层信号调制到彼此正交的子载波上,可完全消除同频干扰,从而有效改善系统误码性能,显著提高系统的稳健性。仿真结果证明了所提调制技术的良好性能。     

分层空时码多载波CDMA的译码与检测

研究V－BLAST MIMO MC－CDMA下行系统。提出了一种对每个子载波进行V－BLAST译码的非线性 算法,对不同天线数、用户数情况进行了系统的仿真和分析,并对V－BLAST译码的线性和非线性算法进行了系 统仿真比较。     

模态自适应相位调制的多压电元件压电分流系统

在含有多个压电元件的压电分流系统中,各压电元件的输出电压之间的相位关系会随着结构振动模态的变化而变化,导致诱发电荷中和抵消,降低了压电分流系统的抑振效果。由此,本文提出了几种典型的等效电压源网络拓扑结构,在分析各自优缺点的基础上,将并联连接确定为最佳组网方式。针对此组网方式,为了保证在不同阶次的模态响应下,各压电元件的输出电压均保持同相,提出了具有模态自适应能力的相位调制技术,并设计制作了相应的模拟电路。仿真结果表明,该系统能够可靠的完成自适应相位调制,避免了电荷中和现象的出现。     

基于逆系统分析法的多输入-多输出系统动态载荷的优化估计

本文提出了一种多输入－多输出系统动态的优化估计方法。该方法可以使估计的总体均方误差最小。首先,采用逆系统分析方法建立误差估计方程;其次,利用非因果维纳滤波理论导出了动态载荷的优化估计器。数字仿真结果表明,该方法在抑制测量噪声对估计精度的影响方面具有良好的效果。与传统方法估计结果的对比分析表明,所提出的方法更为有效和实用。     

基于环形激光陀螺调制输出的寻北系统

利用环形激光陀螺对角速度输入量具有较高灵敏度的特点,提出了一种新型的激光陀螺寻北系统,将一环形激光陀螺垂直安3 水平的恒速转台上,使输入轴与台面平行,通过测量地球自转角速度的向向分量,实现寻北过程,通过与其对称放的加速度计可以测量出由于轴系安装和系统调平引起的台面倾斜误差,从而对激光陀螺的数据出量进行补偿,同时采用单周期多位置采集技术和多周期重复测量的方法,有效地抑制了激光陀螺的测量噪声,最大限度地减少了随机误差和系统误差的影响,提出了系统的寻北精度,适合多种领域的需要。     

空间相关性对水声多输入多输出系统信道容量的影响

通过三维多径相关模型,以垂直收发阵为例研究了信道参数如声线角度扩展范围、到达方向和收发阵元间距对水声MIMO信道容量的影响。如果考虑静止的收发阵,且不考虑信道中散射体的运动时,MIMO系统的信道容量由收发阵元信号的空间相关性决定,当空间相关性较小时,增加收发阵元数可以带来较大的信道容量增益,而当空间相关性较大时,随着收发阵元数的增加信道容量将趋于饱和。     

基于OSSK调制的MIMO星地激光通信上行链路系统

目的:研究光学空间移位键控(OSSK)调制的多输入多输出(MIMO)星地激光通信上行链路系统。方法:利用Malaga(M)分布表征近地面湍流光强闪烁、光束漂移、到达角起伏的联合影响。推导OSSK调制的MIMO星地激光通信上行链路误码率的闭合表达式。仿真分析信噪比、天顶角对系统误码率的影响,并且与差分相移键控、最小位移键控等传统调制进行对比,最后采用蒙特卡洛方法对仿真结果进行验证。结果:OSSK调制相较于传统调制可以在同等条件下降低约2个数量级误码率,增加接收天线可以进一步提高系统性能。为满足最低通信需求,OSSK调制可以获得更大的最大天顶角。结论:OSSK调制可以有效地优化通信性能,降低星地激光通信的成本,从而为星地激光通信系统的研究提供了有效方案。     

基于多天线分集接收的信号调制识别

针对多径衰落的信道,研究了基于多天线分集接收技术的信号调制识别,分析设计了基于多天线分集接收调制识别的分类器。计算机仿真实验结果表明的,对于多衰落信道,基于多天线分集接收调制识别可以提高识别参数估计精度,能有效地降低调制识别对观察数据长度和信噪比的要求,提高了调制识别的正确率。     

一种低复杂度的下行MIMO多用户分组策略

在研究了多用户MIMO线性处理技术和多用户选择方法的基础上,提出了多用户分组的思想。为了降低分组过程的复杂度,提出了基于最小奇异值和信道向量的内积的分组评价准则,并且给出了一种低复杂度的快速分组算法。仿真结果显示所提出的算法可以明显提升系统性能：随着系统中激活用户数量的增加,逐渐接近单用户点对点MIMO通信系统的性能;在一个具有4个发射天线的基站的系统中,当发射信噪比达到15dB,分组数量达到10时,采用了快速分组策略后,块对角化和规格化反转方法的各态历经性信道容量分别提升4bits／Hz和3bits／Hz以上。     

下行多用户多业务OFDM系统动态资源分配方法

针对未来无线通信系统必须能够同时支持多种业务类型的用户的问题,按照各用户服务质量(QoS)需求的不同将用户分为具有不同优先级的类,并基于子载波与功率分配联合优化的思想,提出了一种下行多用户OFDM系统动态资源分配方法.仿真结果表明,与现有方法相比,该方法在首先满足具有较高优先级用户的QoS需求的情况下,将更多的资源分配给优先级相对较低的用户,从而提高了资源利用率,进一步增加了系统的整体速率.     

Efficient multi-user detection scheme for overloaded group-orthogonal MC-CDMA systems

An efficient multi-user detection scheme for overloaded MC-CDMA systems is presented. The proposed detection scheme for overloaded systems achieves the optimal performance for constant-modulus modulation schemes, for example MPSK, and provides near-optimal performance for non-constant-modulus modulation, for example M-QAM. Moreover, it has overall lower complexity than the other optimal detection algorithms, especially suitable for group-orthogonal MC-CDMA systems, where group-based technique keeps multi-user receiver size relatively small.     

一种基于Gold码的分布式MIMO-CDMA系统的下行同步方案

针对下一代通信系统核心点之一的分布式MIMO架构,提出了一种新型双级地址码分配方案及相应同步过程.此方案以现有CDMA同步技术为基础,可以实现从现有集中式单天线向分布式多天线的平滑过渡;同时针对基站下多天线阵分布布局,采用双级地址码结构实现对基站和基站下各天线的逐级同步.以一对优选PN码为基础设计分配基站地址和基站下各天线阵地址,同时具备低实现复杂度和高同步速率.基于PN码部分相关性的固定相关码长FFS算法仿真表明,此新型同步方案能够实现分布式MIMO的高效同步检测.     

利用CPM实现自适应OFDM系统研究

在正交频分复用(OFDM)系统中应用自适应技术能有效地提高系统性能。正交频分复用-连续相位调制(OFDM-CPM)通过CPM相关相位状态引入记忆,从而获得比传统OFDM更好的误码性能。文章提出了一种利用单一的CPM调制方式实现自适应OFDM-CPM系统的新方案。仿真结果表明,选取最佳的CPM参数组合,通过改变CPM的参数来实现自适应OFDM-CPM调制,能够获得比传统调制方式要低的门限值,同时系统硬件实现更为简单。     

On modeling and performance analysis of non-cooperative multi-antenna multi-user MIMO systems

This work presents modeling and performance analysis of beamforming in non-cooperative multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) cellular systems using stochastic geometry based abstraction models. Particularly, a downlink MU-MIMO system is investigated in which an array of antenna elements at the base stations (BS) serves several user devices. We derive the closed-form expression of the complimentary cumulative distribution function (CCDF) of signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) representing the coverage probability for orthogonal pilot sequences and thereby characterize a number of related special cases. Moreover, closed-form expressions are also obtained for the CCDF of signal-to-interference ratio (SIR) for non-orthogonal pilot sequences and we also derive useful special cases of it and identify the support region of our analysis. Lastly, we define the numerical expression of ergodic capacity and utilize a partial fraction expansion to solve a simple form. Our contribution in this work is twofold, we not only provide a pedagogical tutorial-like exposition of stochastic geometry technique to model terrestrial networks, but also augment the existing literature in the field with aspects of frequency reuse factor, an indicator function for pilot usage, and the effect of pilot contamination. Simulation results are presented to support the theoretical part.     

提高中继辅助的MIMO系统通信可靠性的联合功率分配方法

为提高中继辅助的多输入多输出(MIMO)通信系统的通信可靠性,对系统的联合功率分配问题进行了研究。首先,提出了总均方误差最小化的优化准则,并给出了相应代价函数。其次,证明了该代价函数关于部分参数是凸函数而关于全局参数是非凸函数。最后,通过推导SMSE的上界,把原来的非凸问题转换为联合的凸优化问题,从而能够使用高效的凸优化方法获得全局最优的功率分配系数。仿真结果表明所提出的功率分配方案比现有方案有更好的性能。     

New concatenated coding and space?time modulation scheme for MIMO wireless communications

Zheng and Tse have demonstrated that there exists an optimal trade-off between diversity gain and multiplexing gain. To realise the predicted optimal trade-off, we propose a new multiple-input multiple-output transmission scheme for a concatenated coding and space-time (ST) modulation system aimed at applications that require flexible trade-off between performance and data rate. The proposed scheme is multi-layered with linear ST modulation to allow various multiplexing gain. Through a judicious design of the inner ST modulation, the optimisation of spatial multiplexing is made simple. Moreover, a joint iterative receiver based on MMSE criterion with a priori information is developed to reduce computational complexity. Simulation results are provided to demonstrate the merits of the new design.     

毫米波大规模MIMO系统波束选择方案的设计

针对毫米波大规模MIMO系统采用全数字预编码时,所需射频链路数量过多而导致能量消耗高的问题,提出了一种基于透镜的波束选择方案。该方案首先通过分析用户受干扰的可能性,将所有的用户分为干扰用户组和非干扰用户组,然后对于非干扰用户,直接利用最大功率准则进行波束选取,而对于干扰用户,则通过低复杂度增量算法选择合适的波束使系统和速率最大化。仿真结果表明,在有效减少系统所需射频链路数量和降低计算复杂度的基础上,该方案的系统和速率能够达到接近全数字预编码方案的水平,并且能够获得更高的能量效率。     

Quality of service supporting downlink scheduling scheme in worldwide interoperability for microwave access wireless access systems

IEEE 802.16 is a standardisation for a broadband wireless access in metropolitan area networks (MAN). Since the IEEE 802.16 standard defines the concrete quality of service (QoS) requirement, a scheduling scheme is necessary to achieve the QoS requirement. Many scheduling schemes are proposed with the purpose of throughput optimisation and fairness enhancement, however, few scheduling schemes support the delay requirement. In this study, the authors propose a new scheduling scheme reflecting the delay requirement. Specifically, the authors add the delay requirement term in the proportional fair scheduling scheme and the scheduling parameters are optimised with respect to the QoS requirement. Therefore the QoS requirement is achieved without the excessive resource consumption.