大规模MIMO无线通信关键技术

MIMO（多输入多输出）无线通信系统是通信领域中一项重要的技术突破,MIMO在不增加功率与带宽的情况下能够在很大程度上提高无线通信系统的频谱效率,因此MIMO迅速成为了无线通信系统中的一项关键技术,也是近年来无线通信系统工作者的研究热点之一。笔者将根据相关工作经验,综合分析MIMO系统的基本工作原理,分析MIMO系统的关键技术：①接收机设计;②MIMO无线信道建模;③多天线空时编码。简而言之,大规模地利用MIMO技术传输能够显著提高无线通信系统的功率与效率。     

MIMO技术的工作原理及其在无线通信中的应用

MIMO无线通信传输技术在现代通信领域中的一项关键技术,能够在现有的带宽和功率条件下,成倍提升无线通信系统的容量及频谱效率,推动无线通信系统的发展,因此受到了人们的广泛关注和深入研究。本文结合MIMO技术的概念和工作原理,对其在无线通信中的应用进行了研究和讨论。     

蜂房移动通信的频谱效率与数字化

频谱资源的不足一直是制约无线通信发展的主要因素。在蜂房移动通信中尽管频谱资源可以在地域上重复利用,但如何有效地利用频谱资源仍然是蜂房通信体制发展中的决定性因素。本文概述近20年来为提高蜂房通信频谱效率所采用过的几种主要技术途径,分析了决定蜂房通信系统容量的主要因素。然后着重指出由现在蜂房通信中发送信号功率不能像点点通信中那样改变通信容量,因而在频带受限的情况下数字蜂房体制是今后提高频谱利用率的唯一途径。     

大规模天线阵列系统技术探析

无线数据业务的爆炸式增长,特别是用户对高清晰度视频、手机电视等多媒体业务的需求越来越多,对无线通信系统的网络容量提出了更高的要求,提升频谱效率是满足未来无线通信系统中网络容量需求的重要手段。分析了大规模天线阵列系统的基本原理,通过仿真验证了大规模天线阵列系统的性能,并对信道信息获取、天线阵列设计、码本设计等关键技术进行了研究,提出了相应的解决方案。研究结果表明,大规模天线阵列系统能大幅提升频谱效率,显著降低系统能耗,是非常值得深入研究的绿色通信技术。     

降低峰均比对通信系统性能收益研究

频谱效率和功率效率的大幅提升是新型通信系统得以持续发展和进步的核心驱动力。降低通信系统功耗最直接的途径是提高射频前端功放的功率效率,降低发射信号的峰均比可以有效降低信号的动态范围,从而降低功率放大器的非线性失真,进而带来通信系统能量效率、频谱效率和功率效率性能的综合提升。通过公式推导,定性地描述了峰均比与能量效率、频谱效率和功率效率的关系,并定量分析了降低峰均比给功率节约带来的性能收益,定量分析结果表明,典型算法中降低峰均比节省的功率与系统功率消耗比约为27.8%。     

智能天线与MIMO

智能天线技术与MIMO无线传输技术是通信领域的重要技术突破,它能在不增加带宽与功率的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱效率,是新一代无线通信系统中的关键技术,基于此主要研究智能天线技术与MIMO技术的区别与联系,并就在智能天线系统中使用MIMO技术的可能性进行分析,为这两种技术的融合提供一定的参考。     

MIMO空时处理关键技术

MIMO无线传输技术是通信领域的一项重要技术突破,它能在不增加带宽与功率的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱效率,是新一代无线通信系统中的关键技术之一。本文探讨了MIMO系统中常用的几种空时处理的关键技术,主要包括MIMO信道建模、波束赋形、空时编码、空间复用等,及其这些技术所面临的问题以及进一步的发展方向。     

基于多层非对称剪裁光正交频分复用的水下光无线通信系统

为了提高水下光无线通信(UOWC)的频谱效率和功率效率,提出了一种基于多层非对称剪裁光正交频分复用(Layered-ACO-OFDM)的UOWC系统.该系统通过对子载波分层调制的方法,充分利用了传统非对称剪裁光正交频分复用(ACO-OFDM)中损失的频谱资源,极大地提高了光无线通信系统的频谱效率.此外,Layered-ACO-OFDM系统不需要加入直流偏置,故功率效率也得到了大大提升.考虑了可见光在海水中传输过程中的吸收和散射效应,建立了基于蒙特卡罗方法的UOWC信道模型,并较为全面地研究了海水中不同叶绿素浓度和不同接收机参数下的信道响应.结果 表明,与传统ACO-OFDM相比,基于Layered-ACO-OFDM的UOWC系统具有频谱效率高的优势.同时,当信噪比为27 dB时,在清澈海水中其可以实现10m距离下1 Gb/s的高速率通信.     

MIMO无线通信技术的四大发展趋势

随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的严重不足已经日益成为遏制无线通信事业的瓶颈。如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一。研究证明，MIMO技术非常适用于城市内复杂无线信号传播环境下的无线宽带通信系统使用，在室内传播环境下的频谱效率可以达到20—40bit／s／Hz；而使用传统无线通信技术在移动蜂窝中的频谱效率仅为1—5bit／s／Hz，在点到点的固定微波系统中也只有10—12bit／s／Hz。MIMO技术作为提高数据传输速率的重要手段得到人们越来越多的关注，被认为是新一代无线通信技术的革命。     

正交椭圆球面波函数脉冲调制方法

为了提高通信系统的功率效率和频谱效率,该文提出正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲调制方法。该方法利用具有高能量聚集性的椭圆球面波函数作为传输波形来提高通信系统的功率效率,采用时域正交、频谱混叠或交叠的正交脉冲组传输信息,以减小信息传输带宽,提高通信系统的频谱效率。理论分析及仿真结果表明,该方法可使通信系统的单位频带利用率快速接近2 Baud/Hz,且已调信号具有较好的频域能量聚集性,不仅有利于提高系统的功率效率,还可有效减小对相邻通信用户的电磁干扰。     

基于高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术研究

目前,无线通信网络的巨大能耗及其产生的环境问题已经成为通信业乃至全社会关注的焦点。绿色无线通信旨在提高无线通信网络能源使用效率、显著降低网络能耗,受到学术界及业界的普遍关注,业已成为全球通信行业的研究热点。本文从无线通信网络能耗出发,分析了无线通信网络的能耗组成,明确了无线接入网是全网能耗的重点优化目标,并进一步从器件级、链路级和网络级3个层面,全面剖析了基于无线接入网的绿色无线通信基本原理、方法以及通信行业广泛关注的核心技术,力图建立高能效无线接入网络,显著优化无线通信网络能耗。     

广域无线宽带TDD技术的原理和应用前景

近年来，无线宽带技术是一个发展热点，无线通信所需要的频率资源是有限的，如何提高无线电频率资源的频谱利用效率，将成为现有的和未来的无线通信技术面临的首要问题，本以i-BURST为例介绍了广域无线宽带TDD技术的原理，并对其应用前景做了分析。     

携能大规模MIMO资源分配算法研究综述

将大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术与无线能量传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术相结合,能够帮助实现节能降耗,契合国内外绿色通信发展浪潮。针对WPT技术在大规模MIMO研究领域的应用问题,总结了当前携能大规模MIMO技术的研究现状及发展趋势,从频效、能效、安全性等多个方面对携能大规模MIMO资源分配算法进行综述,探讨了学术界在携能大规模MIMO资源分配算法上的重要研究成果。在现有算法研究进展分析的基础上,对当前研究中携能大规模MIMO资源分配算法研究情况存在的问题进行分析,并对未来的发展方向进行了展望。     

基于ZigBee技术的无线数据传输系统

ZigBee技术作为一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术,有效地弥补了短距离无线通信的一些不足和缺点。在ZigBee通信协议的基础上,设计并实现了一种短距离的无线数据传输系统。提出了一种新型的基于ZigBee技术的无线数据传输系统,同时详细介绍了其系统结构和节点设计以及软件流程设计。该系统同时结合运用了ZigBee技术和无线传感器网络技术,实现了系统的大范围覆盖、低功耗运行和性能的稳定可靠。     

无线协作Mesh网

异构无线网络的融合是当前无线网络的发展趋势。针对融合过程中遇到的诸如传输模式选择、负载平衡、路由和切换之类的问题,文章提出了一种新的网络融合架构：无线协作Mesh网。该架构基于无线Mesh网的网络结构,并通过协作通信进一步优化其结构、提升其性能。该架构能充分发挥Mesh技术高频谱效率、动态自组织的优点和协作通信高分集增益、高能量效率的优点,可为无线网络融合提供一种有效的解决方案。     

绿色无线通信技术相关研究与标准化

绿色通信是当前通信领域的关注重点,通信产业中的能量消耗决定了网络运营成本,也影响了节能减排与环境保护.无线通信是目前通信的主要方式,因此绿色无线通信更值得关注.本文总结了相关标准组织对绿色通信、网络节能的标准化工作,同时从现有蜂窝网络中的节能技术、下一代蜂窝网络中的节能技术两个方面进行了讨论,为未来绿色通信技术相关研究...     

轨道角动量在无线通信中的研究新进展综述

随着无线通信技术的蓬勃发展,频谱利用率和系统容量已经趋近香农极限.轨道角动量作为一项新型技术,拥有高效频谱利用率和抗干扰能力,引起了国内外学术界的关注.本文首先介绍了轨道角动量的应用与无线通信系统的基本原理;其次综述了轨道角动量在相关领域的研究进展,并对轨道角动量产生的关键技术进行深入分析,以及对现有的轨道角动量接收方法进行梳理总结;最后在目前已有研究的基础上,展望并提出了未来轨道角动量在无线通信研究及应用中需要重点解决和关注的一些突出问题,包括携带轨道角动量涡旋电磁波的产生,不同模态轨道角动量电磁波相互干扰的抑制,轨道角动量模态的编码方式以及不同模态涡旋电磁波的分离与检测等方面.     

MIMO移动通信系统中的预编码技术研究

MIMO技术利用多根天线实现多发多收,能够在不增加传输带宽和发射功率的条件下,成倍地提高系统的数据速率;而预编码技术则可以利用接收端反馈回来的信道状态信息对信号进行预处理以改善信号的传输性能,从而达到消除干扰的目的,使得无线通信系统的可靠性得以提升。因此对MIMO系统预编码技术的研究,是解决如何提升无线通信系统性能的关键问题,具有重大的研究意义。     

Energy efficient power allocation strategy for downlink MU-MIMO with massive antennas

With the increasing energy consumption, energy efficiency （EE） has been considered as an important metric for wireless communication networks as spectrum efficiency （SE）. In this paper, EE optimization problem for downlink multi-user multiple-input multiple-output （MU-MIMO） system with massive antennas is investigated. According to the convex optimization theory, there exists a unique globally optimal power allocation achieving the optimal EE, and the closed-form of the optimal EE only related to channel state information is derived analytically. Then both the approximate and accurate power allocation algorithms with different complexity are proposed to achieve the optimal EE. Simulation results show that the optimal EE obtained by the approximate algorithm coincides to that achieved by the accurate algorithm within the controllable error limitation, and these proposed algorithms perform better than the existing equal power allocation algorithm. The optimal EE and corresponding SE increase with the number of antennas at base station, which is promising for the next generation wireless communication networks.     

一种基于SDPA算法的绿色Wi-Fi系统设计与实现

目前主流的无线局域网接入点的工作模式以独立接入控制为主,这种工作模式的频率信道固定,发射功率恒定,容易造成功耗和频谱资源的浪费和信道阻塞。本文通过无线控制器(AC)对AP接入用户的智能感知和动态数据分析,设计基于SDPA算法的绿色Wi-Fi系统,实现了AP的功率动态调整及信道的智能选择,有效减少了电磁辐射污染,并提升了频谱使用效率。