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。     

广义空间调制系统的低复杂度检测算法

针对广义空间调制（GSM）系统接收端最大似然（ML）检测算法计算复杂度极高的缺点,提出了一种基于压缩感知（CS）信号重构理论的低复杂度信号检测算法。首先,在多输入多输出（MIMO）信道模型下,通过改进正交匹配追踪（OMP）算法,得到一个激活天线索引备选集;然后,利用ML算法在该备选集中进行遍历搜索,检测出激活天线索引和星座调制符号。仿真结果表明所提算法的检测性能接近于ML算法,且复杂度约为ML算法的2%。因此,所提算法在保证检测性能的同时也大大降低了计算复杂度,实现了检测性能与复杂度之间的平衡。     

保密通信中的分形调制技术

分形调制在保密通信中具有广阔的应用前景。介绍了分形调制的原理,讨论了其在多速率分集、抗1/f噪声、抗频率选择性衰落、适用于信道条件复杂的MIMO通信系统等方面的特点。由于作为密钥的小波基任意多,且可根据信道情况在不同的小波基之间跳变,故分形调制具有极强的保密性和抗破译能力。     

差分空间调制中的非恒模调制方法

差分空间调制(DSM)由于不依靠信道状态信息(CSI)而备受关注。传统的DSM采用了恒模调制的方法,例如相移键控(PSK),但是在高速传输时PSK对星座图的空间自由度利用很低。针对该问题提出了一种DSM系统中的非恒模调制方法,通过对发射信号做相关预编码处理,使之消除非恒模调制在DSM系统中存在的幅度迭代问题。除此之外,为了使之可以体现分集增益,通过减小传输速率来达到满分集增益,并且加入一个功率均衡项来使该系统可以利用非恒模调制。仿真结果表明所提算法随着信噪比的提高,性能会逐渐优于PSK。     

智能天线和空间分集接收技术

智能天线和空间分集接收技术是主要的两种空间信号处理技术。本文从传播路径的无线传输特性、空时信道模型以及不同环境的多径特性出发，分析了CDMA系统存在的主要问题以及智能天线和空间分集接收技术的工作原理，着重比较了这两种技术的区别以及应用场合。     

高阶QAM调制MIMO系统高斯逼近简化算法

针对多输入多输出(MIMO)高阶正交幅度调制(QAM)系统检测算法使用传统的高斯逼近算法检测复杂度高的问题,研究了其简化算法.MIMO系统高斯逼近算法通过采用树形搜索的办法,对符号后验概率影响大的符号序列加以保留,其算法复杂度与保留符号序列数目成线性,且与调制阶数成指数关系.针对高阶调制QAM符号的特点,用多级映射的方法来进行高斯逼近,新方法结合树形搜索算法的思想,通过将高阶调制QAM符号拆分成多个4-QAM符号,从而可以每次两个比特的计算序列权重,其算法复杂度与调制阶数成线性关系,从而使得高阶调制系统的检测复杂度大大降低.仿真结果表明,多级映射高斯逼近算法能取得接近传统高斯逼近算法的性能.     

MIMO系统中改进的二进制粒子群天线选择算法

在多输入多输出系统中,发射端和接收端的多天线配置提高了信道容量和传输可靠性,而天线选择技术能在保持系统优点的同时有效地降低运算复杂度以及硬件成本。为了能在时变的信道条件下快速地选择出一组最优的天线子集,提出了一种基于二进制粒子群算法的改进的天线选择算法。推导出了二进制粒子群联合收发端天线选择的信道容量公式,并将其作为粒子群算法的适应度函数,使天线选择问题转换成二进制编码串的组合优化问题。通过改进模糊函数提高粒子群算法的收敛性,让二进制粒子群尽可能地收敛于全局最优位置。仿真结果表明,改进的算法能在降低运算复杂度的同时提高收敛性,且系统信道容量趋近于最优算法。     

一种空频二维键移索引调制传输新方法

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)技术因其优秀的抗符号间干扰特性被广泛应用于高速数据传输,但传统MIMO-OFDM系统的检测需要在空频域中联合搜索调幅/调相信号,复杂度高。为降低系统复杂度,将索引调制技术与MIMO-OFDM系统相结合提出了一种激活特定空频单元,利用索引传输额外信息的新方法,并通过理论分析获得了该方法的近似闭合性能表达式。此外,利用数值仿真对分析结果进行了验证。理论推导与系统仿真结果均显示了所提方法能在不增加发射天线数目的前提下提高系统的发射分集增益。上述理论结果可以为下一代低功耗低复杂度的空频系统设计提供借鉴。     

基于Gamma-Gamma模型的MIMO-FSO系统BER性能分析

分析了在Gamma-Gamma分布信道模型下采用强度调制/直接检测方式的多输入多输出FS O系统模型,在信道为独立同分布和独立不同分布两种情况下,分别推导出单发单收、多发 单收和单发多收FSO系统的平均误码率计算公式,其近似封闭解形式用Meijer′s G函数表示 出来,并仿真分析了三者的平均误码率性能,结果表明：在Gamma-Gamma分布模型下,当闪 烁强度为1.2、信噪比为45 dB时,系统误码率为K分布的1/5;当平均误码率为10- 4时,采用4个发射天线的多发单收系统性能比单发单收系统提高了近60 dB;当平均 误码率为10-5时,采用3个接收天线的单发多收系统性能比单发单收系统提高了近5 0 dB,这对无线光多发多收通信系统的理论分析和系统设计具有一定的指导意义。     

二进制猫群算法在大规模MIMO天线选择中的应用

在多输入多输出（MIMO）系统中,天线选择技术平衡了系统的性能和硬件开销,但大规模MIMO系统收发端天线选择复杂度问题一直没有得到很好的解决。基于信道容量最大化的准则,采用两个二进制编码字符串分别表示发射端和接收端天线被选择的状态,提出将二进制猫群算法（BCSO）应用于多天线选择中,以MIMO系统信道容量公式作为猫群的适应度函数,将收发端天线选择问题转化为猫群的位置寻优过程。建立了基于BCSO的天线选择模型,给出了算法的实现步骤。仿真结果表明所提算法较之于基于矩阵简化的方法、粒子优化算法具有更好的收敛性和较低的计算复杂度,选择后的系统信道容量接近于最优算法,非常适用于联合收发端天线选择的大规模MIMO 系统中。     

有限字符集下采用空间调制的物理层网络编码方案

空间调制（Spatial Modulation）通过利用天线索引承载数据信息,可以提升复用增益,实现更高速传输。利用这一特性,可针对协同多址接入信道模型设计一种基于空间调制的物理层网络编码方案。在协同节点,将其中一个源信息映射成传统调制符号,而将另一个源信息映射到协同节点的天线序号上。在目的节点,通过最大似然检测,判决接收到的传统调制符号和发射天线序号,分别恢复两个源节点发送的信息。研究结果表明,由于两个源信息载体相互独立,基于空间调制的多址接入方案可以获得优于传统方案的容量区域。仿真结果表明,在高信噪比条件下,系统和速率近提高1倍,同时两路信息误码性能均较好。此外,考虑到实际系统中使用的并非理想的高斯信源,文中分析均基于有限字符集展开。     

适用于无人搜救机组的新型移动中继通信模型

为了提高无人机远程搜救系统的通信效率和整体搜救成功率,提出了无人搜救机组的新型移动中继通信模型。该模型引入移动中继和协同通信技术,实现无人机组之间以及无人机组与地面基站之间的通信连接、数据传输和信息同步。理论分析和仿真测试表明,该模型提高了无人机组的数据采集效率,减少了无人机组的数据采集时间,提高了控制平台的机动性和搜索效率。     

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。     

一种基于非正交信道的分布式中继选择及功率分配方法

针对非正交两跳多中继协作通信系统中的分布式中继选择问题,提出了一种基于非正 交信道的中继选择准则,简化了系统的设计。分析了其误码率性能,给出了其解析表达式 和以总功率为约束条件下的最优功率分配方案。仿真结果表明,最佳中继选择准则明显优于 传统的中继选择准则,且在最优功率分配方案下,可以获得明显的分集增益,系统的误码率 显著下降。     

协同通信系统中差分调制在Rayleigh衰落信道中的误码性能分析

根据源-中继-目的节点链路的等效信噪比模型,推导了检测传送和选择检测传送两种 协议下目的节点瞬时信噪比的概率密度函数和特征函数,基于此推导了协同DMPSK调制近似 误符号率的闭合表达式。推导结果不含积分表达式,方便计算,为系统设计和功率分配提供 了理论基础。最后通过仿真验证了推导结果的正确性。     

基于循环谱和高阶累积量的联合模式识别方法

为完全识别当前卫星通信采用的主要调制方式,结合循环谱和高阶累积量两种信号调制识别方法的特点,提出了一种联合识别算法。该算法将循环谱特征加入到高阶累积量识别法中,联合多种特征参数判决构建识别器,首先利用循环谱完成ASK、FSK、PSK信号的类间识别以及FSK信号的类内识别,在此基础上利用高阶累积量方法完成FSK、PSK信号的类内识别。仿真结果表明,该算法能够完全区分卫星通信中主要的调制模式{ASK、2ASK、2FSK、4FSK、BPSK、QPSK},在信噪比高于5 dB时识别率达88%以上。     

不同调制方式下高斯信道容量的计算

计算不同调制方式下的信道容量对实际通信系统的信道编译码设计具有重要的理论意义。首先从Shannon信息论出发,介绍了平稳无记忆连续信道与加性白高斯噪声信道容量的定义。接着利用互信息与微分熵的相互关系,推导了几种常用的不同调制方式下高斯信道的容量,并给出了相应的信道容量闭合计算表达式。通过将电力卫星通信信道模拟为高斯信道,对采用无速率信道编码联合不同调制方式的卫星通信进行了数值仿真。仿真结果显示,通过推导得到的闭合表达式计算信道容量,能对实际卫星通信的编码速率、译码启动条件的确定起到很好的理论指导作用。