MIMO无线传输技术综述

MIMO无线传输技术是通信领域的一项重要技术突破,它能在不增加带宽与功率的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱效率,堪称新一代无线通信系统中的关键技术之一,近年来引起了人们的广泛关注与研究兴趣。回顾无线移动通信的发展历程,概述天线分集技术与智能天线技术,剖析MIMO无线传输技术的原理与国内外研究现状:传统单天线系统向多天线系统演进、智能天线向多天线系统演进、MIMO无线传输技术的原理、MIMO系统中的分集与复用、MIMO无线信道建模、MIMO系统中的多天线设计等,为深入认识与进一步研究MIMO无线传输技术奠定基础。     

TD-SCDMA HSPA+中的单双流MIMO技术的研究

多输入多输出(MIMO)技术是近年来移动通信的热门研究领域,它的特征在于无线发射机和接收机都引入了多根天线.MIMO技术除了通过空间分集方式获得容量的提升外,还可以通过空间复用方式,利用不同天线信道的独立性建立多个空间子信道来提高容量.但是,无论是基于空间分集的单流模式还是基于空间复用的双流模式,单独在TD-SCDMA...     

水下无线光通信中MIMO技术研究现状

水下无线光通信(UWOC)具有大容量和高速率等优势,然而受水下复杂环境和光学器件带宽的影响,实际通信范围和传输速率受到制约。多输入多输出(MIMO)技术将空间单流数据转换为多流数据并行传输,可以扩展UWOC的通信距离,缓解水下吸收、散射效应和湍流引起的通信性能下降,因而受到广泛关注。基于此,文章围绕UWOC中的MIMO技术,分析和总结了MIMO-UWOC的信道模型、研究现状、实验装置与原型以及发展趋势与展望。     

时间反转技术对水声多输入多输出系统干扰抑制性能的研究

通过对TRM(时间反转镜)MIMO系统中码间干扰和同道干扰的分析,探讨了TRM技术在水声MIMO系统中的应用潜力.得到了一个通用的TRMMIMO系统的干扰构成表达式,对于典型的浅海水声信道,对TRMMIMO系统的干扰进行了计算;研究了TRM技术对MIMO系统自身的干扰抑制能力与收发阵形结构、信道结构以及发射信号形式等参数之间的关系.并将信干比的计算结果与室外无线信道TRM MIMO中的信干比结果进行了比较,在海底衰减系数较小的水声信道中有更丰富的多径,TRM可以获得更好的空间聚焦性,从而水声TRMMIMO信道中的信干比比室外无线信道中更大.可初步得到结论:TRM技术对水声MIMO系统干扰的抑制能力主要取决于多径的丰富程度,收、发阵元间距和时间反转的阵元数.     

天线匹配对莱斯信道下紧凑MIMO系统性能的影响

深入研究了存在天线互耦和空间相关时,天线匹配网络对莱斯信道下多输入多输出MIMO系统性能的影响,建立了包含相关莱斯信道、天线互耦和匹配网络的(MIMO)系统模型.通过仿真分析了匹配阻抗、天线互耦、空间相关性以及信道衰落环境对包络相关性和信道容量的影响.实验结果表明:莱斯信道下匹配阻抗对MIMO系统的影响与瑞利信道情况下有所不同,适当地选择天线匹配阻抗可以改善MIMO系统的性能.     

基于均匀信道分解的MIMO系统码本设计

MIMO系统与的单天线系统相比,在系统容量与传输可靠性两方面都得到了极大的提高,是下一代无线通信的主要技术之一.其中,空间复用码是提高MIMO系统容量的一种空时编码方案,但在病态信道下,其复用性能受到较大限制,可通过发送端预编码来改善空间复用码的性能.但是,随着无线频谱资源的紧张,传输全部的反馈信息显得不切实际.之前各类文献对基于信道奇异值分解的方法,提出了很多码本的设计方法.而本文针对一种均匀信道分解的MIMO预编码方案,提出了一种双码本的设计方法.     

MIMO空时处理关键技术

MIMO无线传输技术是通信领域的一项重要技术突破,它能在不增加带宽与功率的情况下成倍地提高无线通信系统的容量和频谱效率,是新一代无线通信系统中的关键技术之一。本文探讨了MIMO系统中常用的几种空时处理的关键技术,主要包括MIMO信道建模、波束赋形、空时编码、空间复用等,及其这些技术所面临的问题以及进一步的发展方向。     

4G中MIMO-OFDM系统的研究

本文介绍了第四代移动通信（4G）系统中的OFDM和MIMO技术，叙述了MIMO—OFDM系统模型及其相应的关键技术，包括同步技术、空时处理技术、自适应调制和编码技术、信道估计技术。     

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。     

超大规模MIMO信道测量建模研究综述

超大规模多天线技术(Extra-large Scale Massive Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO),是5G大规模MIMO进一步向更高空间维度的扩展和延伸。随天线数目大幅增加,XL-MIMO部署呈现超大孔径阵列等新形态;其传播信道在5G大规模MIMO信道模型近场传播、空间非平稳等特性基础上,进一步呈现出用户可视区域不同等新特点,因此,需要新的模型架构对其进行描述。基于此,对文献中XL-MIMO相关的信道测量、特征分析与建模方法进行综述。从传统无线信道模型出发,对有限维MIMO、大规模MIMO、XL-MIMO共同的信道建模理论与手段、随阵列尺寸增加所表现出的信道新特性以及新特性所催生的新模型架构进行了详细阐述,对XL-MIMO信道特性下出现的挑战与机遇进行了展望,以期为未来超大规模MIMO传输设计提供重要参考。     

An enhanced multi-channel bacterial foraging optimization algorithm for MIMO communication system

Channel estimation and optimisation are the main challenging tasks in Multi Input Multi Output (MIMO) wireless communication systems. In this work, a Multi-Channel Bacterial Foraging Optimization Algorithm approach is proposed for the selection of antenna in a transmission area. The main advantage of this method is, it reduces the loss of bandwidth during data transmission effectively. Here, we considered the channel estimation and optimisation for improving the transmission speed and reducing the unused bandwidth. Initially, the message is given to the input of the communication system. Then, the symbol mapping process is performed for converting the message into signals. It will be encoded based on the space–time encoding technique. Here, the single signal is divided into multiple signals and it will be given to the input of space–time precoder. Hence, the multiplexing is applied to transmission channel estimation. In this paper, the Rayleigh channel is selected based on the bandwidth range. This is the Gaussian distribution type channel. Then, the demultiplexing is applied on the obtained signal that is the reverse function of multiplexing, which splits the combined signal arriving from a medium into the original information signal. Furthermore, the long-term evolution technique is used for scheduling the time to channels during transmission. Here, the hidden Markov model technique is employed to predict the status information of the channel. Finally, the signals are decoded and the reconstructed signal is obtained after performing the scheduling process. The experimental results evaluate the performance of the proposed MIMO communication system in terms of bit error rate, mean squared error, average throughput, outage capacity and signal to interference noise ratio.     

天线分集技术

在无线通信中,受多径干扰的影响,传输信号有较大的失真。采用空间分集技术,通过使用多发送天线和多接收天线系统(MIMO系统),可以从一定程度上保证传输信号的质量。空时编码技术从编码的角度,为空间分集技术提供了发送信号的策略。     

MIMO信道容量的研究与仿真

MIMO技术可以在不增加带宽和发射功率的情况下提高信道容量和频谱利用率。本文使用MATLAB建立SISO、SIMO、MISO、MIMO等无线信道,进行综合仿真并分析。通过仿真,我们得知,MIMO不但能有效地提高信道的容量,同时可以改善信道的平均信道容量和中断信道容量。     

LTE系统中下行预编码技术

长期演进技术（LTE,Long Term Evolution）采用正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）和多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output）相关技术作为其无线网络演进的标准。MIMO是下一代无线移动通信的关键技术之一,它通过使用多天线来抑制信道衰落,能够获得比传统单输入单输出（Single Input,Single Output）系统更高的信道容量,在实际中有广泛的应用。文中主要研究了LTE系统中MIMO下行链路的预编码技术以及相关仿真算法。仿真结果表明了LTE系统中预编码技术的有效性。     

Space‐time block coding in millimeter wave large‐scale MIMO‐NOMA transmission scheme

In this paper, we introduce a new wireless system architecture using space‐time block coding schemes (STBC) and non‐orthogonal multiple access (NOMA) in millimeter wave (mmWave) large‐scale MIMO systems. The proposed STBC mmWave large‐scale MIMO‐NOMA system utilizes two MIMO subarrays, transmitting data over two channel vectors to mobile users. To reduce the communication overhead and latency in the system, we utilize random beamforming with optimal coefficients at the base station and random‐near random‐far user pairing in implementing the NOMA scheme. Our results show that the proposed STBC mmWave large‐scale MIMO‐NOMA technique significantly outperforms the previous counterparts.     

Channel estimation in space and frequency domain for MIMO-OFDM systems

Multiple-input multiple-output (MIMO) systems can be combined with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems to improve the capacity and quality of wireless communications. In this article, a channel estimation technique in both space and frequency domain for MIMO-OFDM systems is proposed. It is shown that the proposed scheme with space-frequency pilot tones achieve optimal minimum mean square error (MMSE) channel estimation. Simulation results indicate that the proposed method achieves good performance.     

多输入多输出系统中的预编码技术研究

MIMO系统中的预编码技术,利用信道信息,使发射信号和空间信道相匹配,有效的对抗信道衰落,提高系统误码率和频谱利用效率,已成为无线通信技术的研究热点。本文首先对MIMO系统模型和容量进行了简单的介绍,然后分析了基于不同角度的预编码技术,其中主要针对基于信道预测的预编码技术的预测算法进行了研究。     

双选择性信道下联合Doppler分集的MIMO-OFDM系统研究

提出联合考虑空间分集与Doppler分集的方法来提高时变多径衰落信道下高速移动通信系统的性能。给出了联合考虑空问分集与Doppler分集的MIMO系统模型,推导出了时变多径衰落信道下系统所能获得的最大分集阶为MtMr(L 1)(Q 1),并提出了利用空时编码、预编码和OFDM技术相结合来提高系统性能的方法。通过仿真验证了分集技术的结合可以带来系统性能的提高。     

MIMO-OFDM技术

多进多出(MIMO)系统在发射端和接收端分别设置多副发射天线和接收天线,采用MIMO技术可以提高信道容量和信道可靠性,降低误码率。正交频分复用(OFDM)是一种特殊的多载波传输方案,各子载波在整个符号周期上正交,各子载波信号频谱可以互相重叠,子载波正交复用技术大大减少了保护带宽,提高了频带利用率。MIMO-OFDM技术是OFDM与MIMO技术结合形成的一种新技术,该技术是在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集,提高了信号质量。MIMO-OFDM技术将成为下一代移动通信核心技术的解决方案。文中全面介绍了MIMO技术和OFDM技术及两者的结合,分析了实现MIMO-OFDM技术的关键,展望了发展前景。