天线校准误差建模及对开环波束赋形技术的影响

时分双工系统中上下行无线信道具有互易性,使得基站可以利用获得的上行信道信息 实施开环波束赋形技术。但是基站天线口与基带处理模块之间的射频通道并不对称,在进行 校准后由于硬件精度所限会有天线校准误差。为此,根据实测数据对天线校准误差进行 建模 ,通过仿真得出,射频通道校准幅度误差标准差在1 dB、角度误差在20°以内时,开环波束 赋形技术在误码率为10-5时性能损失小于1 dB。并由此给出了对天线校准误差的要求 。     

八天线TD-LTE系统的波束赋形算法分析

多天线是天线技术的发展趋势,TD-LTE引入了8发2收的天线配置。基于小间距多天 线阵列,利用TDD系统信道互易性,波束赋形技术可以根据上行导频获得信道信息,形成对基 带（中频）信号的最佳组合或者分配,补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引 入的信号衰落与失真,同时降低同信道用户间的干扰。EBB(Eigen based Beamforming)算 法是波束赋形主要算法之一,该算法中在整个波束空间中,找到使接收信号功率最大的赋形 权矢量。通过仿真,对EBB算法在各种应用场景下的性能进行了分析,结果表明八天线E BB波束赋形算法可以正确实现波束合成,在低速或上行信道信息估计误差较小情况下能够明 显提高系统性能。     

TDD系统中不准确的CSI对MISO传输的影响

在时分工(TDD)多输入单输出(MISO)系统中,发送机通过信道估计获得信道状态信息(CSI),根据信道互易性可用其计算发送波束成形(TBF)的加权向量.然而,由于信道估计和TDD的收发机时延,CSI可能会不准确.通过推导接收机误比特率(BER)与CSI的闭合表达关系,分析了不准确的CSI对接收机性能的影响.最后用数值仿真验证了性能分析的正确性.     

最优天线选择的空时分组编码

本文针对TD－SCDMA系统的MIMO（Multiple-Input Multiple-Output)信道，采用天线选择技术来提高空时分组码（Space-Time Block Coding)的分集性能。其依据是利用TDD系统上、下行信道的互易性，将系统对上行信道的估计直接应用于行链路。仿真结果表明，将天线选择技术与空时分组码（STBC）相结合对系统的误码率性能有较大的改善。     

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。     

TD-LTE非理想信道互易性下的下行单用户波束成形算法

在TD-LTE系统中由于上下行信道的时变特性、干扰非对称特性以及射频器件非对称特性会影响基于信道互易性的波束成形技术应用,降低系统增益。针对非理想信道互易性下的预编码矩阵设计问题,以最大化接收信号平均信干噪比做为目标函数,通过计算信道状态信息(CSI)估计值以及互易性误差的统计自相关矩阵,构造正则矩阵束,将最大化接收信干噪比的预编码矩阵求解问题转化为正则矩阵束的广义特征向量求解问题。计算机仿真验证了算法设计的预编码矩阵能有效增强系统的鲁棒特性。     

利用有向图实现多用户下行多天线系统的用户选择

在多用户下行多天线系统中,基站可利用信道状态信息将独立的数据流同时发送到 多个用户以得到更高的信道容量。由于在实际系统中基站很难实时得到各用户的完全信道状 态信息,可以基于有限的信道反馈量进行用户选择来提高系统的和速率。提出了一种部分信 道状态信息下利用有向图实现多用户下行多天线系统用户选择的算法。该算法将用户选择的 问题变成了在有向图中寻找闭合环的问题,可以大幅度降低用户选择的复杂度;克服了常 规的随机波束成形算法只有在用户数非常多的时候才能有效工作的弱点,在用户数少或中等 的时候能得到比其更好的性能。因此该算法更适合在实际系统中应用。     

TDD系统中非理想互易条件下双流波束赋形的容量分析

在时分双工(TDD)多天线系统中,由于上行信道估计误差和上下行传输时延,上下行链路信 道的互易性并不理想。针对非理想互易条件下基于最小均方误差线性接收准则的双流波束赋 形,通过推导其后验信干噪比,得到了容量上界的闭合表达式。数值和仿真结果表明：所得 上界与准确值较为接近;且与理想互易情形相比,非理想互易性对系统的复用增益没有影响 ,而只会降低系统的阵列增益。     

基于深度学习的毫米波系统波束成形

针对高移动用户在毫米波系统中用户与基站之间频繁切换增大延迟开销问题,提出了一种新颖的集成深度学习协调波束成形（Deep Learning Coordinated Beamforming,DLCBF）解决方案。该方案通过协调多个基站同时为一个移动用户服务,接收用户上行导频序列和预编码码本训练模型,进而预测最佳下行波束向量,克服了大型天线阵列毫米波系统中选取最佳波束成形向量需要的巨大训练开销。仿真结果表明,所提方案与传统的毫米波波束成形策略相比有更高的频谱有效率。     

时分双工系统波束赋形块长优化

提出了一种优化时分双工系统波束赋形块长的方案。在该系统中,由于上下行链路的 信道互易性,基站可以通过上行导频估计出当前时刻的信道状态信息,从而计算出下一时刻 的发射波束赋形向量或矩阵。当给定归一化导频开销时,不同的波束赋形块长对应不同的上 行信道估计误差和上下行传输时延,进而导致不同的系统性能。以块平均后验信噪比为目标 函数,推导出最优块长,它能同时最大化块平均后验信噪比和块遍历容量(上界)。仿真结果 验证了理论分析的正确性。     

磁浮列车无线通信系统中空间分集合并模块的设计与实现

分析了国产磁浮列车车地无线通信系统的信道特性及接收分集合并方案，给出了基于改进型选择性分集合并模块的设计和硬件实现。系统联试现场数据表明，该模块能有效改善系统的传输性能。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

面向5G的大规模MIMO技术综述

未来第5代移动通信系统(5G)中无线数据业务量的爆发性增长推动着研究人员发展新的颠覆性技术。作为5G的关键候选技术之一，大规模多入多出(MIMO)在基站使用远超激活终端数的天线，能增加一个数量级的频谱效率并大幅降低发射功率。首先介绍了大规模MIMO的系统模型和理论性能，其次分析和归纳了在信道测量与建模、信道信息获取、传输方法的研究成果，然后简述了实验和测试进展，最后讨论了未来研究方向。     

基于Kronecker法的MIMO信道模拟及硬件实现

针对多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）无线通信系统,在基于Kronecker 的MIMO信道模型中综合考虑了路径损耗、阴影衰落和多径衰落等因素,实现了基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的MIMO信道模拟器,并分析了硬件设计方案以及MIMO信道模拟的实现方法。实测结果表明,设计的MIMO信道模拟器可以模拟瑞利衰落、莱斯衰落以及阴影衰落等常见的信道衰落类型,能够应用于3GPP、COST-207等标准信道模型的复现。该模拟器可作为无线通信系统研究的测试设备,辅助通信系统研究的算法验证、方案优化以及性能分析。     

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。     

网络-信道联合编码的DmF协作通信技术

提出了一种采用网络-信道编码的解调前传(DmF)协作通信方案。与译码前传（DF）相比, DmF协作方式在中继处只对信号进行解调而非译码,因此,大大降低了中继节点的复 杂度。在由两个用户、一个中继节点和一个基站组成的通信模型中,采用LDPC信道编码 与网络编码结合的方式,构造了一种DmF协作传输方式。在基站处,通过构造的〖WTHX〗H〖 WTBZ〗矩阵对 来自两用户及中继的信号进行联合译码。仿真结果表明：所给方案的性能优于非协作方 式及无网络编码的协作通信方式,随着信噪比的增加这种优势会更加明显;另外,DmF的性 能与DF的非常接近,但其设备复杂度却大大降低,因此DmF比DF方式更具实用性。 同时,该方案在降低设备复杂度、减少延迟、有效对抗无线信道慢衰落、提高通信性能及频 谱利用率等方面都是非常有效的。     

基于OFDM技术的短波通信电台研制

本文研究了OFDM调制技术在短波通信中的应用,提出了一个基于OFDM调制的短波通信电台的设计方案并完成了软硬件系统设计。对实验样机的测试结果表明,本系统性能指标能够满足实际要求。     

Turbo码在无线图像传输系统中的应用

通过Matlab仿真,信源编码采用矢量量化法,对静止图像通过无线瑞利(Rayleigh)衰落信道传输时,不采用信道编码和采用Turbo码作为信道编码两种情况进行了研究。依据失真度的主观评价,对两种情况下重构的图像进行了比较和分析。结果表明,Turbo码具有很强的抗衰落和抗多径效应能力,它不仅有效地提高了无线图像传输的可靠性,而且大大节省了系统发射功率。