基于实测数据的MIMO信道容量研究

MIMO技术突破了无线频率资源限制,大幅度地提高了无线通信系统效率,故被认为是无线通信技术未来发展的方向.信息论又预示了无线MIMO系统具有潜在的巨大的信道容量.因此,对MIMO信道容量的研究就显得尤为重要.主要是基于上海室外热点地区实测信道数据,利用MATLAB仿真,分析了各种MIMO天线配置对应的信道容量的性能.     

在MIMO—OFDM系统实现自适应编码调制的算法

研究了信道质量和子载波调制方式、联合最优编码率和最佳调制方式与信道容量、频谱利用率的关系．提出一个使系统得到较高的频谱效率和信道容量的自适应编码调制算法。其中,系统的有效数据传输效率是根据信号干扰噪声比进行评估的。论证了MIMO—OFDM系统自适应编码调制算法,分析它的信道容量以及频谱效率,并进行仿真实验,给出算法的性能结果。     

三协作节点的功率分配及其信道容量

针对多协作用户的功率分配及其信道容量问题,讨论了在三个协作用户的通信模型中,当信道增益固定情况下的功率分配。以信道容量为目标函数,给出了最优的功率分配算法。实验结果表明,当信源节点到目标节点的信道增益大于信源节点到各中继节点的信道增益时,信源节点可以直接传送给目标节点。当信源节点到各中继节点的信道增益的平方与信源节点发射功率的乘积小于相应中继节点到目标节点信道增益的平方与相应中继节点发射功率的乘积时,信源节点可以完全通过中继节点来传送给目标节点,在其它情况下,信源节点可以一部分通过中继节点传输,一部分直接传输到目标节点。     

一种多输入多输出变换域通信系统的设计与仿真

传统的变换域通信系统TDCS(Transform Domain Communication System)在获得强抗干扰能力的同时,存在传输有效性差的问题,这已成为制约其广泛应用的技术瓶颈。通过引入多输入多输出MIMO(Multiple-input Multiple-output)技术改进收发端天线,提出了一种多输入多输出变换域通信系统(MIMO-TDCS)。对其基本原理和收发信机模型作了简要介绍,并进行了信道容量的分析和仿真,结果表明,MIMO-TDCS是一种兼具传输有效性和可靠性的通信手段。     

室外3D散射信道中ULA/UCA天线MIMO性能分析

为更好地解决室外三维(3D)空间域的移动通信问题,提出了一种新型室外3D空间域散射信道统计模型,主要研究MIMO多天线系统的接收性能。在宏蜂窝小区移动通信环境中,模型能够估计多径衰落信道的重要空间信道参数,首先推导了多径衰落信道的到达角(Angle of Arrival,AOA)概率密度分布。此外模型在设置多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)多天线的均匀线性阵列(Uniform Linear Array,ULA)和圆形阵列(Uniform Circular Array,UCA)的基础上,分析了波达信号不同方位角分布对散射信道中MIMO性能的影响因素,包括MIMO空间相关性、信道容量以及天线阵列配置。数值仿真结果与3D多径衰落信道模型对比,表明本模型的信道参数估计符合理论和实际的通信环境,为评估MIMO天线接收系统与仿真无线通信系统提供了创新性的研究。     

相关无线光MIMO系统的信道容量

空间相关性是制约无线光多输入多输出(MIMO)系统性能的主要因素之一。结合OOK调制技术,建立了相关无线光MIMO系统的信道模型,推导了不同相关机制下无线光MIMO系统的平均信道容量的解析式,分析了其中断性能。采用仿真实验分析了对数正态衰落信道中,空间相关性对均匀圆阵光MIMO系统的平均信道容量和中断信道容量的影响。结果表明,空间相关性的存在使得无线光MIMO系统的平均信道容量减小,中断概率增大;同时完全相关对于系统性能的影响较部分相关而言更为严重。     

地铁隧道有限空间Massive MIMO性能研究

基于实际场景测量，对地铁隧道有限空间Massive MIMO性能进行了研究。采用复用天线阵列法实现收发同步切换分时虚拟MIMO测量。基于测量数据，主要分析了3.5 GHz和5.6 GHz频段Massive MIMO信道在隧道场景的性能，研究了信道矩阵的特征值分布和条件数，着重分析了不同收发天线距离对Massive MIMO信道容量的影响，考虑了基于信噪比的有效秩选择方法。研究结果表明，在3.5 GHz及5.6 GHz频段上，Massive MIMO信道矩阵条件数的范围处在30 dB至55 dB之间，信道容量有较大的提升，且信道矩阵的有效秩随收发机距离增大的衰减趋势明显。以上结果对隧道场景下一代无线通信系统的设计与部署提供了依据。     

高铁环境多普勒频移对MIMO信道容量的影响

列车的空间位置和移动速度对多输入多输出（MIMO）通信系统的性能有很大影响。研究高速列车地面典型场景MIMO两径信道容量，发现受多普勒效应影响，信道元素有额外相移。在高速运动中多普勒相位累积可以部分提高MIMO系统的信道容量。仿真结果表明多普勒相位累积后MIMO的信道容量提升比较明显，从信道矩阵条件数的角度也证明了信道容量可以提升。这项研究可为高铁中的5G通信提供参考。     

基于5G数据编码算法的电力物联网终端任务接入安全认证研究

为解决传统电力物联网终端任务接入认证方法存在的抗干扰性差、时间成本高的问题，提出基于5G数据编码算法的电力物联网终端任务接入安全认证方法。优化电力物联网内部编码形式，计算终端任务接入信道容量，构建认证双方的安全通信通道。试验结果表明：所设计方法的时间成本低，在多任务的情况下，误比特率低，整体抗干扰性更优，实用性更强，可为电力物联网的安全、稳定运行提供依据。