一种实现MIMO多包接收的Ad Hoc网络MAC协议

MIMO技术可以同时接收多个数据包并能对它们进行有效的分离,是改善Ad Hoc网络系统性能的新途径。提出一种利用MIMO系统中MPR能力来提高网络吞吐量的MAC协议。它通过在回复CTS前接收多个RTS来最大化可以同时发送的链路数,接收节点根据自身的天线数目和接收到的RTS数目决定发送数据流数目。与现有的同类协议相比,该协议可以无差错地接收并分离出多个节点同时发送的数据,且在同一竞争区域内,允许多对节点同时通信。在OPNET仿真软件中,从业务负载、节点场景密度对其进行了网络仿真,并在结果分析中验证了MIMO MAC协议的综合性能优势。     

MIMO MAC协议PHY/MAC联合仿真性能研究

多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术是能够实现多包接收（Multi-Packet Reception,MPR）功能。提出MIMO系统的MAC协议,该协议基于数据流控制方法实现多包接收功能,并在同一通信领域内支持多对一和并行通信。网络仿真中采用调用信道模型的方法,并利用OPNET和MATLAB进行了PHY/MAC跨层动静态联合仿真分析。仿真结果表明,所提协议能够有效地提高移动Ad Hoc网络吞吐量、端到端分组延迟等性能。     

基于特征值分布的自适应MIMO接收方法

多输入多输出(MIMO)系统性能优劣依赖于信道的相关特性,空分复用技术适用于低相关信道,而波束形成技术适用于高相关信道。依据上述信道相关特性,提出一种基于信道特征值分布的自适应MIMO接收方法。该方法以均匀圆形天线阵列结构为基础,能够根据信道相关情况动态选择接收方式:当角度扩展较大时,选用传统MIMO接收方式(称为天线MIMO方式);当角度扩展较小、多径独立时,选用基于智能天线的多波束接收方式(称为波束MIMO方式)。分析角度扩展、多径对信道特征值分布的影响,并给出自适应MIMO接收切换的条件。仿真结果表明,该方法能够适应复杂的无线环境,误码率较低,性能更加稳定可靠。     

基于多包接收的物理网络编码协同通信研究

针对一个簇内部或者簇之间的多个点对点通信的应用场景,提出了一种基于多包接收的随机物理网络编码协同通信技术。在MPR-OPNCC中采用了物理网络编码(PNC)和多包接收(MPR)机制,使得多个源节点能够在同一个时隙中进行广播,且目的节点能够从干扰的信号中检测出所要接收的数据。此外,MPR-OPNCC也是一种随机通信机制,中继节点能够根据目的节点的反馈信息判断是否需要协同传输。从分析结果看出,MPR-OPNCC与ONCC相比具有相同的系统中断概率性能,但在系统的频谱效率方面要高一倍。     

基于对数似然比的发射天线选择

基于对数似然比(LLR)的天线分集是误码性能优于传统基于信噪比(SNR)天线分集的一种新技术,并降低了系统的实现复杂性和成本。为此对基于LLR的发射天线选择新技术进行了研究,推导了多输入多输出(MIMO)Nakagami衰落信道上基于符号对数似然比(SLLR)和比特对数似然比(BLLR)的发射天线选择准则,并对M进制调制系统进行仿真研究。结果表明,基于BLLR准则的MIMO系统误比特率最小;采用SLLR准则和BLLR准则时,在保持发射端和接收端的天线总数不变的条件下,分集数量级大的系统误比特率性能好;数量级相等时,接收天线较多的系统性能较优。     

基于TMS320C6701 EVM的MIMO 2x2系统

多输入多输出(MIMO)技术是未来无线通信系统的关键技术之一。该文阐述MIMO系统的特点,设计基于TMS320C6701 EVM 的MIMO 2x2系统,对整个系统进行Matlab仿真和评价,并测试了实际DSP系统的性能。     

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。     

一种快衰落下正交空时分组码的译码

准静态衰落信道下正交空时分组码MIMO系统的一种简单最大似然检测算法性能接近于最大似然检测算法．但在实际时变信道干扰下，性能表现较差。本文分析提出了在多个发送和接收天线下能有效消除时变信道对简单最大似然检测算法产生干扰的算法改进。计算机仿真表明，针对时变信道下的正交空时分组码MIMO系统，该译码算法性能实现简单、计算复杂度低，性能接近最大似然检测算法。     

MIMO雷达最大似然参数估计

多输入多输出(MIMO)雷达使用多个天线同时发射多个独立探测信号,并使用多个天线接收目标回波信号.本文考虑了发射空域分集、相干接收MIMO雷达模型及其最大似然(ML)参数估计方法.基于最大似然准则,本文推导了两种渐近最大似然算法.仿真实验的结果表明,在均匀噪声模型中,其中一种渐近算法与基于延迟求和波束形成的最大似然算法性能接近,而另一种渐近算法性能略差,但具有较低的计算复杂度.而在非均匀噪声模型中,本文所提出的两种渐近最大似然算法的性能均优于基于延迟求和波束形成的最大似然算法.     

一种改进的降低MIMO-OFDM系统峰均比的联合算法*

多输入多输出频分复用(MIMO-OFDM)技术是将OFDM与MIMO技术相结合的无线通信系统,它在继承OFDM与MIMO技术诸多优点的同时,具有OFDM系统存在的峰均比(PAPR)较高的问题。选择性映射法(SLM)和预留子载波保留算法(TR)具有很好地抑制PAPR的性能,但是把传统的TR或SLM方法直接运用到MIMO-OFDM系统中却难以达到很好地抑制PAPR效果。为了寻求在MIMO-OFDM系统中改善PAPR性能的同时降低算法实现复杂度,提出一种TR与SLM算法相结合的适合MIMO-OFDM系统的改进算法TR-SLM。通过理论分析与仿真结果表明,TR-SLM级联算法不仅能有效抑制MIMO-OFDM系统的PAPR,同时可减小算法的计算复杂度与系统实现的复杂度。     

基于SystemC的MIMO OFDM系统的仿真实现

MIMO和OFDM是B3G和4G宽带无线通信的关键技术之一，能极大地提高信道的频谱利用率。传统的通信系统的设计都采用Matlab仿真，该文采用SystemC对4 ×4 MIMO OFDM无线通信系统进行了仿真实现。研究结果表明：MIMO OFDM系统能获得更高的数据率和更好的传输质量，使用SystemC仿真速度快，易于硬件实现，而且更节约系统资源。     

Compact 2 × 2/4 × 4 tapered microstrip feed MIMO antenna configuration for high‐speed wireless applications with band stop filters

In this research, compact tapered feed 2 × 2/4 × 4 MIMO antenna are presented and investigated. The proposed MIMO antenna consists of a square patch and modified rectangular ground, which is chamfered at edges and etched with two semicircular slots. Likewise, obstruction caused by WiMAX and WLAN interfering bands is also taken care of by introducing notched filters. WiMAX is removed by embedding an rotated T‐type stub and a C‐type slot eliminates the WLAN band. The proposed antenna configuration covers the usable bandwidth of 3.07 to 11.25 GHz for 2 × 2 MIMO and 2.97 to 11.28 GHz for 4 × 4 MIMO. Also, both the MIMO antennas provide isolation <–20 dB. Proposed MIMO antennas are fabricated and characterized in near, far‐field, and diversity performance where envelope correlation coefficient, directive gain (DG), total active reflection coefficient (TARC), and channel capacity loss are simulated and measured. 4 × 4 MIMO antenna configuration provides stable gain with a maximum radiation efficiency of 91% and monopole radiation patterns.     

基于信道分析的动态可重构MIMO检测器

在多输入多输出(MIMO)系统中分析信道增益对信号检测性能的影响,提出一种基于信道分析的智能MIMO信号检测算法,根据各对天线间的信道增益动态调整子节点扩展数,在检测性能接近最大似然算法性能的前提下,该算法比传统K-best算法减少54%的子节点扩展数。基于该算法设计并实现的动态可重构的超大规模集成电路MIMO检测器支持4×4天线阵列、QPSK/16-QAM调制信号,数据吞吐率达到800 Mb/s。     

基于软件无线电的并行多输入多输出均衡技术

针对3GPP-LTE协议中多输入多输出(MIMO)均衡算法的高复杂度和高吞吐率问题,提出了一种面向软件无线电的并行MIMO均衡处理器,该处理器采用单指令流多数据流(SIMD)和超长指令字(VLIW)技术同时开发子载波间MIMO均衡和子载波内矩阵运算的并行性,并且每一个SIMD功能单元能够支持16 bit定点和20 bit伪浮点复数向量运算和矩阵运算,满足不同天线配置的MIMO均衡算法对处理精度、延迟和功耗的要求。实验结果表明,MIMO均衡处理器的4×4矩阵逆运算吞吐率达到了95 MInversion/s,满足3GPP-LTE协议的要求,并且其灵活可编程性和可配置性能够支持不同的均衡算法。     

Multiband multiple‐input multiple‐output antenna with high isolation for future 5G smartphone applications

A multiband high‐isolation multiple‐input multiple‐output (MIMO) antenna using balanced mode and coupled neutralization line (NL) is presented in this article. The balanced modes of dipole and loop antennas, which leads to good isolation intrinsically are used for the 8 × 8 MIMO in the LTE bands 42 (3400‐3600 MHz)/Chinese 5G band (3300‐3400 and 3400‐3600 MHz). The unbalanced mode of loop antennas, which optimized by decoupling structure are designed for the 4 × 4 MIMO in the LTE band 40 (2300‐2400 MHz). Therefore, the eight‐antenna array is formed by four dipole elements and four loop elements. The simulated and measured results show that the proposed antenna can cover 2300 to 2400 and 3300 to 3600 MHz, with reflection coefficient better than ?6 dB and isolation higher than 15 dB. Good radiation performance and low envelope correlation coefficient can also be obtained. Specific absorption rate of user's hand is also discussed in this article.     

分布式MIMO系统的复合信道容量分析

分布式MIMO系统结合了MIMO技术和分布式天线系统两者的特点,具有高容量、大覆盖范围、低损耗的优势,在未来4G通信中具有很好的应用前景。基于包含了路径损耗、阴影衰落和相关小尺度衰落的分布式MIMO信道模型,通过Monte Carlo仿真比较分析了分布式MIMO系统和集中式MIMO系统的信道容量,研究了空间相关性和路径损耗对信道容量的影响。仿真实验结果表明,分布式MIMO系统能有效降低小尺度衰落相关性的影响,可以获得更好的平均信道容量。     

基于元学习的短波MIMO信号检测

针对短波场景下已有的MIMO检测算法性能不佳或复杂度太高的问题,提出一种基于元学习的MIMO检测方法MetaMMNet.将不同的信道矩阵下的MIMO检测看作为独立的任务,通过对大量不同任务的学习使得模型获得对于不同信道矩阵的泛化能力,能够快速适应变化的信道矩阵.在4 QAM、16 QAM和64 QAM调制方式下进行仿真...     

大规模MIMO系统研究进展

随着无线通信技术的快速发展和智能手机的迅速普及,人们对数据传输速率提出了更高的需求。为进一步提高数据传输速率,通过增加基站天线数目构建大规模MIMO系统,是一种高效而相对便捷的方式。大规模MIMO系统能深度发掘空间维的自由度,使得基站能够利用同一时频资源服务于多个用户。本文探讨了大规模MIMO系统的导频污染问题及解决方案、适用于大规模MIMO系统的信道模型以及低复杂度的传输技术与实现方法三项关键技术。与现有MIMO系统相比,大规模MIMO系统能显著提高频谱效率、能量效率和系统的鲁棒性能。作为第五代移动通信（5G）最具潜力的研究内容之一,大规模MIMO无线通信技术已引起国内外的广泛关注,但相关研究工作尚处在起步阶段,还有大量的技术难点需要进一步突破。