3×3多天线系统衰落相关与信道容量研究

为分析天线间距和散射角等信道物理参数对多输入多输出系统信道容量的影响,提出了一种相关衰落环境中信道容量的分析方法。该方法基于接收均匀圆阵构建了蕴含信道物理参数的衰落相关矩阵。并由此详细推导了3×3多天线系统信道容量的闭式表达。结果表明,相关矩阵特征值的个数和大小决定了系统信道容量的大小。该方法回避了已有算法需求取相关衰落信道特征值概率密度函数的问题,降低了运算量,可以被推广到任意收发天线数的多输入多输出和多输入多输出-频分复用系统。仿真结果表明,天线间距增大,信道容量随之增大。但是当天线间距增大到衰落相关的第一个过零点时,信道容量达到最大值,再增大天线间距对信道容量影响很小。散射角越大,信道容量收敛到最大值速率越快。     

平坦衰落环境中多输入多输出系统衰落相关与信道容量研究

为分析模型物理参数和天线排列方式对多输入多输出系统信道容量的影响,提出了一种平坦衰落环境中信道容量的研究方法。该方法基于接收均匀圆阵和均匀线阵分别构建了蕴含模型物理参数的相关矩阵,并利用Wishart分布的性质推导了信道容量上下限。该方法回避了求取衰落相关矩阵特征值的概率密度函数,降低了运算量;可被推广到多天线-频分复用系统。仿真结果表明,天线间距较小时,采用均匀圆阵比均匀线阵的系统信道容量要高;天线间距增大到一定程度后,系统信道容量达到饱和。散射角越大,信道容量的增长速率越快且采用均匀线阵比均匀圆阵系统的信道容量高。接收信噪比较大时,平均信道容量上下限基本接近其实际值。     

相关信道下MIMO信道容量优化算法的研究

该文研究MIMO系统收发端天线采用均匀线阵且放置空间有限,存在相关衰落时信道容量的优化方法。采用规范化信道模型,分析了信道相关性对平均信道容量和最优信号协方差矩阵的影响,推导了最优协方差矩阵的一阶条件;利用Jensen's不等式确定了信道容量的上界,给出了闭式解,并对相关信道下信号的传输模式进行了讨论。仿真结果表明,采用该优化方法,在各种SNR下,其平均容量接近Jensen's上界;得出信道相关程度对信道平均容量的影响依赖于信噪比的结论。     

频率选择性衰落环境中MIMO系统信道容量研究

提出了一种频率选择性环境中多输入多输出系统信道容量的分析方法.该方法基于接收均匀圆阵构建了蕴含天线间距、散射角大小和多径数等模型物理参数的衰落空间相关模型。分析了MIMO OFDM系统信道衰落的统计特性。在此基础上利用Wishart分布的性质详细推导了任意天线数的MIMO OFDM系统的信道容量及其上下限。该方法回避了已有方法需要求取信道衰落相关特征值概率密度函数的问题，降低了运算量；并且可以有效地分析在频率选择性环境中模型物理参数对信道容量的影响。仿真结果表明，随着天线间距的增大，系统的平均信道容量也逐渐增大；但当天线间距增大到一定程度后,信道容量变化不明显，散射角越大，信道容量的增长速率越快，当接收信噪比较高时,平均信道容量的上下限接近于其实际值。     

基于空间信道模型的MIMO系统建模与仿真

研究了基于空间信道模型(SCM)的空域相关矩阵,搭建了MIMO通信信道仿真平台,同时考虑时延扩散、多普勒效应、波达方向及角度扩散等多种信道参数,通过蒙特卡罗方法计算了MIMO系统的信道容量、空时相关性、衰落特性及功率延迟分布特性.指出了在信道的去极化作用下,无线通信系统的多径衰落可以采用极化分集和天线分集等技术进行克服,平均入射角对系统性能起着关键的作用.     

信道估计误差对Rayleigh衰落下多天线CDMA系统信道容量影响

目前对多天线信道容量的研究几乎都是集中在具有精确信道估计的假设上,但是它实现起来有一定的难度.在Walsh扩频地址码、多码检测和最大似然接收机的基础上,研究了Rayleigh衰落情况下信道估计误差对MIMO CDMA系统的影响.分析及仿真结果均表明:信道容量随着信道估计误差的增加迅速下降;对于N×N系统,在固定的信道估计误差和信噪比下容量和天线的数目呈线性关系,容量增加的斜率随信道估计误差的增大而减小.     

平坦衰落信道下的MIMO系统容量分析

MIMO(Multiple Input Multiple output)技术是新一代无线通信系统采用的核心技术之一,能够在不增加带宽和发射功率的情况下成倍地提高通信系统的容量。本文对MIMO系统在平坦衰落信道下的信道容量进行了研究,并对MIMO系统在该信道下的容量进行了仿真。     

多输入多输出系统信道容量研究

该文研究接收端采用均圆阵天线阵放置空间有限的条件下,存在相关衰落时MIMO系统的信道容量。建立了衰落相关模型,分析了散射角大小及天线数对信道容量的影响,采用随机理论推导了MN的MIMO系统信道容量的闭式解。分析结果表明,MIMO系统信道容量主要由衰落相关矩阵的特征值决定。仿真结果表明,在接收端空间有限的情况下,天线数增大到一定程度时,信道容量达到饱和,再增加天线数,对信道容量的影响很小。     

MIMO信道在巷道中的GBDB模型分析

多输入多输出(MIMO)技术可以有效减弱无线传输多径衰落现象。建立矿井巷道环境下MIMO信道的三维GBDB模型,推导了该模型的空时相关函数,并对矿井下MIMO信道容量进行了数值仿真。结果表明,矿井巷道中的空间相关性对MIMO系统容量的影响很大,增加接收端天线数量、增大天线间距可以大幅度提高系统的信道容量。     

MIMO-OFDM系统无线衰落信道容量分析

推导了MIMO-OFDM系统在衰落信道下的各态历经容量、最优发送策略、使用等功率分配时的容量上界以及相对于单天线OFDM系统的容量增益。结果表明：天线数和平均接收信噪比是决定MIMO-OFDM系统信道容量的关键因素。天线数越多或者接收信噪比越大,信道的容量越大,信道容量几乎不受多径时延扩展的影响。慢衰落信道下的最大信道容量可以使用空-频两维注水算法得到,当接收信噪比足够大时,最大信道容量也可以用平均分配发送功率的方法逼近。     

基于MIMO-OFDM系统的时频同步分析

MIMO-OFDM（多输入多输出-正交频分复用）作为第四代移动通信标准中最有力的竞争者,其优势十分突出。MIMO-OFDM系统既结合了两个系统的优点,又克服了OFDM在多径衰落问题上和MIMO在频率选择性问题上的不足。系统利用了时间、频率和空间的三种分集技术,使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加,在提高无线链路的有效性和可靠性方面具有巨大潜力。本文介绍了MIMO-OFDM系统的模型,并分析了系统时频同步的原理及各种常用算法,最后对系统的同步做了仿真并分析其结果,提出了算法的改进意见。     

基于MIMO-OFDM技术的对流层散射通信系统研究

对流层散射通信是一种典型的随参信道,多径衰落十分突出,所以要实现高速大容量散射通信是非常困难的。为了抵抗由于多径衰落所带来的散射通信性能恶化,提出了基于MIMO-OFDM结构的的新一代对流层散射通信系统框架。通过分析散射信道中的MIMO-OFDM结构,讨论MIMO-OFDM技术应用的主要问题,发现运用该技术可以有效提高散射通信的可靠度,克服高速数据在散射信道下的多径衰落,实现散射的大容量、远距离通信。     

一种改进的B3G MIMO-OFDM系统的帧同步方法

同步问题一直是MIMO-OFDM系统的关键问题。前人虽提出了一些经典同步算法,但对同步实现中的关键参数——同步判决门限很少涉及。在前人提出的经典帧同步算法基础上进行改进,提出一种有效的自适应门限的同步帧头判决方案。同时证明该方案能有效地对抗无线信道中的码间干扰和多径衰落。仿真结果表明,此方案能获得很好的性能,适用于高速MIMO-OFDM系统。     

Unsupervised Optimization for Universal Spatial Image Steganalysis

This paper presents adaptive per-spatial stream power allocation algorithms for Single User Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing (SU MIMO-OFDM) systems. Three efficient and low-complexity Greedy Power Allocation (GPA) algorithms are proposed to maximize the throughput and spectral efficiency of the SU MIMO-OFDM systems. Firstly, the low-complexity pre-coded GPA algorithms are developed for the MIMO systems. The spatial sub-channels are created by applying the so-called Singular Value Decomposition (SVD) technique on the MIMO channel matrix, and then the Pre-GPA algorithms are applied to exploit the multi-path and spatial diversities. Secondly, the spatial and frequency diversities are exploited by adaptively allocating the system sub-carriers to the spatial sub-channels followed by Per-Spatial GPA (PSGPA). Finally, spatial multiplexing-based GPA algorithms are proposed to optimize the spectral efficiency of the SU MIMO-OFDM system. An optimal two-dimensional Spatial-Frequency GPA (SFGPA) algorithm is proposed to efficiently improve the average system spectral efficiency. The high computational complexity of the optimal SFGPA solution is simplified by proposing a low-complexity Per-Spatial GPA with Excess Power Moving down (PSGPA-EPMd) algorithm, which moves the per-spatial excess power downwards to enhance the spectral efficiency of the spatial multiplexing-based SU MIMO-OFDM systems. The proposed algorithms achieve better spectral efficiency and maximize the throughput in comparison with conventional algorithms.     

基于MIMO-OFDM的高速水声通信技术研究

OFDM技术可以对抗水声信道中的多径传播并能实现高的频谱效率,空时编码技术则能够获得空间增益并对抗信道衰落。文中在分析OFDM同步误差和空时分组编码原理的基础上,将这两种无线新技术应用于高速水声通信中,设计实现了一个基于MIMO-OFDM技术的高速水声通信系统,并着重讨论了系统同步的实现方法。湖上实验证明了方案的有效性。     

Efficient detectors for MIMO-OFDM systems under spatial correlation antenna arrays

This work analyzes the performance of implementable detectors for the multiple-input multiple-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique under specific and realistic operation system conditions, including antenna correlation and array configuration. A time-domain channel model was used to evaluate the system performance under realistic communication channel and system scenarios, including different channel correlation, modulation order, and antenna array configurations. Several MIMO-OFDM detectors were analyzed for the purpose of achieving high performance combined with high capacity systems and manageable computational complexity. Numerical Monte Carlo simulations demonstrate the channel selectivity effect, while the impact of the number of antennas, adoption of linear against heuristic-based detection schemes, and the spatial correlation effect under linear and planar antenna arrays are analyzed in the MIMO-OFDM context.     

MIMO-OFDM系统中的空时/频编码技术

OFDM(正交频分复用)是一种高效的多载波调制技术,可以用来对抗无线环境中的多径衰落,减少码间干扰。空时编码是一种发射分集技术。文中主要研究基于M IMO(多输入多输出)-OFDM的空时分组码和空频分组码的系统结构以及编译码方法。仿真结果表明,将空时编码技术与M IMO-OFDM技术相结合能有效地抵抗频率选择性随机衰落。     

MIMO系统中的分组全分集全码率空时编码

针对未编码的多输入多输出（MIMO，Multi—Input Multi—Output）系统，提出一种复杂度适中的分组全分集全码率（GFDFR，Group—wise Full Diversity Full Rate）空时编码方案。该方案通过在发送端进行天线分组，各组独立编码，减小全分集全码率（FDFR，Full Diversity Full Rate）编码块的大小从而降低系统编解码复杂度；在频率选择性信道中，进一步对子载波分组进行独立编码，获得频率分集（或多径分集），以适中的复杂度在不降低系统分集度的情况下保证了信息的全码率传输，是一种在MIMO信道中极具实用价值的空时编码方案。     

基于SFBC的MIMO-OFDM在频率选择性信道中的应用

针对于多径时延引起频率选择性衰落信道，在MIMO-OFDM的基础上采用了一种空频分组编码（space-frequency block coder——SFBC）技术。空频分组编码是在OFDM符号基础上，对一个OFDM符号中的子载波进行分组编码，使得同一帧上子载波在不同的天线上发送。现给出了SFBC编码及其解码算法，并在不同多径时延衰落条件下进行了仿真，验证了SFBC对于频率选择性衰落系统性能的改善。