稀疏多径下基于PASR的涡旋电磁波传输特性

涡旋波束的中空发散特性,导致其远距离传输下接收困难。且传输信道中的多径效应会造成涡旋波束的相位畸变和模态间干扰问题,影响涡旋电磁波信号的传输质量。针对上述问题,建立了基于部分孔径取样接收方案的稀疏多径涡旋电磁波无线传输模型,分析了多径数目、天线阵列数目、传输距离、信噪比等参数对部分接收涡旋通信系统传输性能的影响。仿真结果表明：随着传输距离不断增大,基于部分孔径取样接收的涡旋系统与基于完整孔径取样接收的涡旋系统信道容量间的相对差异越来越小,由此证明了在稀疏多径环境中,部分孔径取样接收涡旋通信系统的可行性。     

室内走廊环境毫米波OAM信道特性分析与统计建模

针对自由空间传播模型仅能描述自由空间场景下携带轨道角动量(OAM)的涡旋信道传播特性,以及确定性稀疏多径涡旋信道模型严格依赖于传播环境而不能准确刻画真实多径场景下OAM信道传播特性的问题,该文提出毫米波OAM多径信道统计建模方法。在室内走廊环境下构建基于均匀圆形天线阵列(UCA)的OAM辐射传输系统,基于光学射线理论与UCA辐射特性,建立OAM多径信道模型。结果表明,在毫米波频段均匀分布和Nakagami-m分布能够准确地表征室内走廊多径环境下的OAM信道波前相位和幅度,视距(LoS)和非视距(NLoS)传播条件下传播距离较大时信道幅度服从瑞利分布,视距传播条件下传播距离较小时信道幅度服从莱斯分布。     

空时码在DS-UWB系统的应用研究

直接序列超宽带(DS-UWB)通信技术是无线通信中的一个非常有发展前途的技术.为克服无线传输中多径衰落效应,针对DS-UWB系统,提出了一种将空时编码和Rake接收结合的方案,并进行性能分析和仿真.该方案建立在码片波形,使系统不仅获得空间分集,同时获得多径分集.仿真结果表明,基于这种方案的多天线系统的性能明显优于单天线系统.     

高码率无线红外室内传输系统的通信性能

讨论仿真室内的红外漫射通信系统,并观测在提高系统传输码率情况下无线红外室内通信系统的性能。系统使用NRZ的OOK调制,在室内环境下,采用漫反射传输会导致多径效应,而多径传输又必然会带来码间干扰,因此采用均衡器来减弱码间干扰对系统性能的影响。仿真结果显示高码率无线红外室内通信的可行性。     

基于信号检测的光无线轨道角动量复用系统研究

基于轨道角动量(OAM)的光无线复用通信技术在理想传输条件下能够大幅度提升通信系统性能,然而现实中大气湍流、孔径失配等因素会造成OAM模态间串扰导致误码率(BER)上升.为了降低光无线OAM复用系统在复杂环境中的误码率,该文首先建立了大气湍流、孔径失配场景下基于垂直分层空时码准则(VBLAST)的OAM复用通信系统(VBLAST-OAM),之后分析对比基于排序干扰连续消除检测算法(OSIC)、基于马尔科夫随机场置信度传播算法(MRF-BP)、基于OAM串扰特性的排序干扰连续消除算法(OAM-OSIC)应用于上述系统时的性能.结果表明:所提信号检测算法均能有效降低OAM复用系统在复杂环境中的误码率,其中,基于MRF-BP算法的系统性能最好;OAM-OSIC虽然属于次优算法,但在算法的运行开销方面具有较大优势.     

基于信号检测的光无线轨道角动量复用系统研究

基于轨道角动量(OAM)的光无线复用通信技术在理想传输条件下能够大幅度提升通信系统性能,然而现实中大气湍流、孔径失配等因素会造成OAM模态间串扰导致误码率(BER)上升。为了降低光无线OAM复用系统在复杂环境中的误码率,该文首先建立了大气湍流、孔径失配场景下基于垂直分层空时码准则(VBLAST)的OAM复用通信系统(VBLAST-OAM),之后分析对比基于排序干扰连续消除检测算法(OSIC)、基于马尔科夫随机场置信度传播算法(MRF-BP)、基于OAM串扰特性的排序干扰连续消除算法(OAM-OSIC)应用于上述系统时的性能。结果表明:所提信号检测算法均能有效降低OAM复用系统在复杂环境中的误码率,其中,基于MRF-BP算法的系统性能最好;OAM-OSIC虽然属于次优算法,但在算法的运行开销方面具有较大优势。     

无线电能传输中能量与信息的优化研究

现阶段,研究与分析无线电能和信息同步传输系统的相关文献摘要关注的实现方式,而无线电能的传输系统信息和能量之间的关系及优化方案分析研究比较少。若是无线电能和信息传输系统的信道容量以及传输效率遭受限制,就必须对信道容量进行优化。文章主要对信道容量遭受限制时,制定了传输效率优化对策,同时也对传输效率遭受影响时信道铜梁的优化进行了研究。     

单光子斜程量子信道纠缠角动量的大气湍流效应

分析了von Karman型湍流大气对量子光信道中传输的由参量下转换源生成纠缠轨道角动量态的影响。运用Rytov近似、波相位结构函数的平方近似和修正von Karman折射率起伏谱,研究了完整包含大气湍流引入振幅与位相起伏效应的斜程湍流大气通信信道中单光子纠缠轨道角动量态的测量概率模型,建立了长曝光与短曝光两种曝光条件下斜程湍流大气传输单光子纠缠轨道角动量态的测量概率理论关系。数值研究了天顶角分别为θ=π/6和θ=π/3时的长短或曝光情况下,轨道角动量态纠缠光子对联合概率随着传输距离的变化。数值结果表明：在z〈500m的传输距离内,纠缠光子对的联合检测概率随传输距离增加而快速下降,但传输距离达z〉1000m后联合检测概率几乎不再下降;结果也发现,携带轨道角动量小的纠缠光子对的联合测量概率减少率比携带轨道角动量大的纠缠光子对的联合测量概率的要小;光束传输天顶角越大,联合概率下降幅度越大。     

MIMO中继信道中基于特征方向对齐预编码传输方案

本文提出了一种在MIMO中继信道下,一对通信用户基于特征方向对齐预编码在两个通信时隙交换消息的传输方案。方向对齐的思想可以减少中继天线数目,提高信道容量并改善系统性能。而基于特征方向对齐的方案又避免了基于空间方向对齐的破零方案带来的功率损耗。同时,通过系统仿真,对比了该方案和现有破零预编码性能。     

基于波前相位校正的OAM-SK FSO通信系统误码率性能研究

弱大气湍流条件下,针对轨道角动量键控自由空间光通信系统,基于Gerchberg-Saxton算法和角谱理论,提出了一种改进的Laguerre-Gaussian光束波前相位校正算法。该算法将传输前后探测光束的光场分布作为输入,利用迭代计算得到的相位掩膜校正畸变的传输光束,从而减缓大气湍流引起的模间串扰效应。仿真结果表明,改进的波前相位校正算法明显优于传统的GS算法,且随着折射率结构参数的增加,系统的误码率性能得到显著提升。     

偏轴下轨道角动量毫米波通信系统容量分析

轨道角动量（Orbital Angular Momentum, OAM）结合毫米波进行传输可以减少波束功率损耗，提高接收信号纯度，从而增大系统容量。但其必须保证收发两端天线平行共轴对齐，否则将严重影响接收端模态检测的准确性。针对这一问题，本文首先建立了一种OAM毫米波通信系统模型，其次结合OAM模态迁移特性，对横向轴偏移情形下的系统进行了信道建模，包括理论推导偏移下的模态功率分布以及构建信道传输矩阵。进一步基于该矩阵对系统容量进行了计算分析。仿真结果表明，OAM毫米波系统容量会随着偏移距离的增大而呈现下降趋势，并最终趋于稳定。同时发现当选用的模态群组的模态值较小或模态间隔较大时，系统容量受偏移影响相对小一些。为提高偏移场景下的系统性能奠定了理论基础。      

空时编码在单天线UWB通信系统中的应用

超宽带(UWB)适用于基带多用户通信、战场无线通信和高数据率多媒体业务等通信系统,其数据传输速率高、功耗低、多径分辨能力强。但超宽带脉冲信号时域支撑区极窄,信道为密集多径,将空时编码技术引入超宽带通信系统,能够提升无线通信系统的信道容量与抗误比特率性能。在对UWB空时分组编码系统模型性能理论分析的基础上,对空时分组码在单天线UWB系统应用方案与UWB空时分层码方案进进行了简要介绍,利用Matlab对IEEEUWB信道模型进行仿真,提出了空时编码在UWB通讯技术中应用后提升短距高速率无线通信的性能的结论 。     

大气湍流对基于轨道角动量的自由空间光通信影响及解决方案综述

基于轨道角动量(OAM)的自由空间光通信(FSOC)具有通信容量大、信息传输快等优点。FSOC系统以大气作为传输媒介,受大气吸收、散射等影响,OAM光束传输质量严重下降。从OAM复用技术和大气湍流模型出发,综述了大气湍流强度对OAM空间光通信系统传输误码率和信道容量影响的研究现状,在此基础上综述多入多出均衡技术及自适应光学技术研究现状,并分析比较了两种技术中不同算法对大气湍流影响的抑制效果,对技术发展现状进行了展望。     

基于环形OAM阵列天线的复用传输系统研究

轨道角动量(OAM)复用传输是一种新兴的无线电传输技术。利用单馈电点环形微带矩形贴片天线的辐射特性来产生C波段OAM的螺旋波束,并制作出环形OAM阵列天线。为验证OAM阵列天线的传输性能,将OAM天线与通用软件无线电外设(USRP)相结合,利用软件无线电(SDR)技术搭建一个OAM无线传输系统。经实验证明该系统可在真实的信道环境中实现音频信号的实时传输。鉴于OAM复用传输技术具有传输安全性好、频谱利用率高的优势,OAM系统的搭建在无线通信中具有一定实际意义,在未来通信领域具有潜在应用价值。     

MISO-CDMA多径系统中空时分组码的译码方法

空时编码是实现宽带无线数据通信和下一代移动通信系统的一种极有潜力的技术。为有效的将空时分组码应用到多径衰落环境下的码分多址系统，以充分利用多个路径的信号能量，现提出了一种多径环境下空时分组译码的新方法。由于空时分组码译码与信道估计紧密相关，为此本文对多径信道估计以及信道估计误差对本方法产生的影响作研究。仿真结果表明，采用多路径译码方法可以明显提高系统的误码性能。     

MC-CDMA调制在散射通信信道下的性能分析

为提高对流层散射通信系统容量和抗干扰能力,对散射信道下的多载波扩频方案进行研究.基于所建立的Rayleigh 分布对流层散射信道模型,分析了频域扩频多载波技术MC-CDMA的系统性能,对典型散射信道下的系统误码率进行了分析与仿真.结果表明:MC-CDMA可有效提升散射通信系统容量,单用户时系统误码率性能较好,随着用户数和散射信道多普勒频移的增大,系统误码率随之增大,需采用多址干扰控制和子载波干扰消除技术来改善系统误码率性能.     

Effects of Carrier Frequency Offset and Channel Estimation Errors on the Performance of MIMO-OFDM Systems in Spatially Correlated Channels

As an effective technique for combating multipath fading and for high-bit-rate transmission over wireless channels, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is extensively used in high-rate wireless communication systems, such as, the wireless local area network (WLAN) and the digital television terrestrial broadcasting (DTTB) systems, to support high performance bandwidth-efficient multimedia services. Multiple antennas and transmit or receive diversity, multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM), can be used to improve error performance and capacity of wireless systems. In this paper, we consider the effects of carrier frequency offset and channel estimation errors on the performance of MIMO-OFDM systems in spatially correlated channels. Theoretical calculations and computer simulations are done to analyze the performance degradation of MIMO-OFDM systems in spatially correlated channels due to carrier frequency offset and channel estimation errors, and the theoretical and simulated results match well.     

非共轴OAM通信系统的波束管理研究

轨道角动量（orbital angular momentum,OAM）作为一种新的调制自由度,能大幅度提高无线通信的频谱利用率。而基于均匀圆阵列（uniform circular array,UCA）的OAM通信系统要求收发端阵列静止并且完美对准,导致OAM难以实际应用。提出了基于OAM的波束管理,通过收发端波束扫描,确定最佳收发波束匹配,利用匹配波束通信。仿真结果证明该方案能有效解决由收发端阵列非共轴带来的系统性能下降问题。     

基于多径信道能量随机动态打散的隐蔽无线通信方案

为应对无线通信中的未知非法检测威胁，该文提出一种随机跳径隐蔽通信方案，实现了信号能量在多径上随机动态打散。首先，基于我方多径信道信息设计了隐蔽传输策略，并构建了敌方检测模型。接着，通过引入相关性纠偏因子，分别推导了所提方案、选最强径方案和经典最大比发送方案的敌方平均接收信噪比(SNR)闭式表达式，并基于曲线拟合的方法计算了我方最小平均隐蔽概率，完成了隐蔽性能定性和定量评估。然后，推导了我方平均接收信噪比闭式解，分析了系统速率性能。仿真实验表明，所提方案不仅在未知敌方任何信息的一般情形下具有隐蔽性能优势，而且在敌方抵近我方的极端情形下可以最大程度地解决隐蔽通信失效问题。