基于网络编码的用户协作分集系统性能分析

针对非协作通信和传统协作通信系统不能达到高天线分集增益的问题,提出基于网络 编码的用户协作系统模型。研究了基于网络编码不同协作用户的天线分集增益,并分析非协 作机制、传统用户协作机制和基于网络编码用户协作机制的中断概率。理论分析和系统仿真 表明,基于网络编码的用户协作系统能显著降低系统中断概率,获得更大的分集增益,且协 作用户数越多,系统分集度越好。     

匙孔信道容量及中断概率分析

在某些多输入多输出(MIMO)衰落环境下,虽然发射或者接收信号不相关,但是系统的信道容量依然很低,这种现象称之为匙孔(Keyhole)效应.针对匙孔衰落MIMO信道,在任意的收发天线数目下,分析了Keyhole信道容量以及中断概率.研究结果表明,匙孔信道的最大分集增益由发射或接收天线数目的最小值决定.     

改善系统中断速率的一种新虚拟接收天线方案

在发射分集系统中,使用虚接收天线技术将时间分集转化为虚接 收天线分集,以提高信道的秩,可以有效提高系统中断速率,这十分适用于某些需要能够在 较低的中断概率下以一定的传输速率进行通信的系统。已有的研究是将同样的数据在两个时 隙内重复发送以形成虚接收天线,而这使得传输效率下降了一半。为改善性能,提出了一种 新的虚接收天线方案,不再简单地重复发送,而用一个时隙发送前两个时隙数据的和,从而 提高传输效率。分析和仿真表明,新方案可以提供与重复发送方案相同的分集阶数,而且相 对于重复发送方案,新方案可以更有效地提高系统中断速率,并且遍历容量也相应提高。     

认知选择协同分集任意信噪比中断概率的分析

选择中继已被证明是一种有效和实用的协作分集方法.但是,现有的分析主要集中在渐进高信噪比(SNR)区域,因此,研究认知选择协同分集系统任意信噪比的中断概率具有现实意义.推导了瑞利衰落信道选择中继协议的中断概率解析式,并进行了仿真.仿真结果表明,选择中继协议在任意信噪比情况下,增加中继节点可降低中断概率,而解码中继协议(DF)在低、中信噪比情况下不一定降低中断概率;同时,选择中继协议的中断性能和分集增益随频谱空穴检测能力的提高而增强.     

认知频谱共享系统最大比例合并分集的性能分析

研究了一个认知频谱共享系统,该系统是由一个次用户发射机、一个次用户接收机和一对主用户发射机和接收机组成,次用户接收机利用最大比合并策略提高系统性能。首先分析了来自主用户发射机的干扰对频谱共享系统中断概率的影响。经过一些运算得到了中断概率确切的封闭表达式,为评价系统关键参数的联合作用提供了有效手段,如次用户接收机天线的数目、次用户最大的发射功率、干扰温度限制以及主用户发射功率等。另外,还对系统中断概率的渐近性能进行了研究,揭示了次用户系统中断概率具有饱和现象。最后,分析了该系统分集复用增益。仿真结果表明,该中断概率确切封闭表达式与Monte Carlo仿真结果非常吻合,干扰温度约束和主用户的干扰对中断概率具有显著的不利影响,增加次用户接收机的天线数目可提高系统性能。     

多天线频谱共享认知网络保密中断概率分析

针对单输入多输出认知无线电网络，研究了瑞利衰落信道下采用最大比合并时保密中断性能。在所研究的系统中，次用户发射机发送机密信息给另一个次用户接收机，次用户接收机配备多个天线并且采用最大比例合并多个接收信号。同时，拥有多个天线窃听者也采用最大比合并方案偷听次用户发射机和次用户接收机之间传送的信息。频谱共享下次用户发射机工作时必须保证主用户的服务质量。推导了保密中断概率的精确表达式，分析了系统保密中断概率渐近性能。仿真结果验证了分析的正确性。     

正交空时分组码在OFDM系统中的性能估计

在宽带OFDM系统中对正交空时分组码方案进行了研究，根据Almouti方案的译码原理给出了在正交空时分组码传输的频率选择性衰落信道条件下接收机输出瞬时信噪比的一般表达式，同时分两种情况进一步分析了其最小距离球界的符号差错性能。结果表明，在系统发送天线数、接收天线数及多径数目乘积较小的情形下，系统可以达到最大的分集增益。     

线形小区中分布式天线协同的定时捕获改进方法

不精确的定时捕获造成分布式天线系统性能的严重下降,现有的改善分布式天线系统 定时捕获性能的方法存在诸多不足。为进一步提高分布式天线系统定时捕获时的正确捕获概 率,提出了一种基于分布式天线协同的定时捕获方法。该方法针对线形小区的平坦瑞利衰落 信 道场景,利用两根分布式接收天线接收来自单天线移动台的发射信号;随后,推导了两分布 式 接收天线的时延差先验信息,建立了协同定时捕获的协同条件;最后,根据门限检测方法在 协 同条件下进行定时捕获。分析与仿真结果表明,在定时捕获时,无论移动台处于协同区域的 哪个位置,提出方法均能有效改善各分布式接收天线的正确捕获概率。     

无人机测控信道衰落特性及其抑制方式

分析了无人机测控信道模型以及由小规模衰落带来的非频率选择性衰落、频率选择性 衰落与时间选择性衰落的产生机理及特性,并针对这3种衰落进行了抑制方法分析,指出O FDM、交织与编码以及空间分集是无人机测控中值得重点研究的抗衰落技术。     

功率约束下的星地协作网络中断概率分析

针对星地协作网络，考虑中继节点转发卫星节点信号时会受发射功率和干扰功率约束，提出了一种基于中继节点与目的节点间链路最大信噪比准则来选择中继节点的放大转发部分中继选择策略。在卫星链路遭受阴影莱斯衰落和地面链路遭受瑞利衰落情况下，推导出系统中断概率下界的闭合表达式。仿真结果表明了理论分析的正确性，并展示了不同阴影莱斯信道参数、不同中继数目、不同功率约束对中断概率的影响。     

基于Turbo-TCM与时空分组码的级联系统的次优译码算法

针对瑞利信道中存在的严重的多径衰落，本文实现了Turbo-TCM方案与时空分组码的级联系统，以期利用空间分集改善系统的误码率性能。针对级联系统的译码，本文给出了一种具有低译码时延的次优译码算法，该算法的特点是各模块独立译码，先算比特对数似然比再进行二进制Turbo码译码。最后通过计算机仿真给出了使用该次优译码算法的Turbo－TCM方案与时空分组码的级联系统的译码性能。仿真结果说明，当发射天线数目一定时，随着接收天线数目的增加，译码性能的增益随之增加而帧长对译码性能的影响则随之减小。     

具有天线选择与中继选择的空间调制技术

针对空间调制（SM）技术存在的缺欠,提出了具有天线选择和中继选择的空间调制系统方案。首先在多输入多输出(MIMO)信道模型下,通过对发送端天线选择,将拥有最佳信道状态的天线选出进行SM,打破SM技术对发送端天线数的限制,并提升采用高阶调制的SM分集性能。然后进一步将此思想引入协作通信网络,结合传感器网络的分级观念,提出采用中继选择和空间调制的中继传输协议,并通过仿真观察系统分集性能的改善。仿真结果表明,上述中继传输协议不仅能提升系统性能,而且使系统配置更加灵活。     

几种接收机在MIMO信道下的性能比较

多入多出（MIMO）无线信道具有空间复用增益和分集增益特性，因此MIMO系统和单入单出（SISO）无线系统相比能够获得更高的频谱效率。本文在不同天线组合下分析了几种MIMO空时信号处理算法的性能，仿真结果和理论分析表明：空间复用增益和分集增益不能同时获得最大，因此在设计MIMO通信系统时可根据实际情况选择天线数，即不仅考虑系统抵抗信道衰落的分集增益，还要考虑能够提供更高的数据传输速率，通过折衷考虑空间复杂增益和分集增益，从更全面的观点评估系统的性能。     

分布式MIMO中的最大似然频偏估计

在考虑分布式多入多出(MIMO)系统中各收发天线对之间的频偏均可能不同的一般情况 下,推导出了平坦衰落MIMO信道模型下的最大似然频偏估计。针对收端是否采用分布式天线 的两种不同情况,分别提出了一种只涉及一维最大化问题的较低复杂度频偏估计方法。仿真 结果表明,所提频偏估计方法在平坦衰落MIMO信道下可以获得令人满意的估计性能;而在收 端仍采用集中式天线这一特殊情况下,利用所有接收天线上的接收信号进行联合估计,可以 进一步提高估计性能。     

便携式终端天线的分集设计

介绍了天线分集中便携式无线终端设备中天线分集系统的构成、分集天线单元的常用形式、特点、分析方法和设计以及分集信号的最终合成。     

波束成形在TD-LTE-A系统中的性能优化

TD-LTE系统中的波束成形（Beam Forming）会受到收、发天线不对称性的影响。TD-LTE-Advanced（TD-LTE-A）系统中使用上行多天线发送可以解决天线不对称性的问题,因此需要对其分析以优化Beam Forming的性能。通过对上行多天线的信道状态信息（CSI）做特征值（SVD）分解,指出了Beam Forming对下行信噪比（SNR）的改善。针对Beam Forming模式下SNR和链路质量指示（CQI）的差异,提出了一种优化链路自适应的方法。数值仿真验证了优化后的TD-LTE-A相比TD-LTE的Beam Forming吞吐率最大提高了24%,其结论对商用TD-LTE网升级到TD-LTE-A具有显著价值。     

具有大规模天线选择与功率分配的协作通信

在瑞利衰落信道下研究了采用前向译码转发协议的三节点协作模型,分析了中继分布大规模天线阵列时系统的可靠性能。为了有效地降低系统复杂度,同时又能获得大规模天线带来的分集增益,给出了中继选择合并(SC)与天线选择空间调制(SM)相结合的组合传输方案。为了进一步提高可靠性能,研究了SC/SM组合方案如何通过功率分配优化其误比特率性能。仿真分析表明,大规模中继SC/SM方案的功率分配能够有效改善系统的误比特率性能。