信道相关对空间分集接收信号闪烁的影响

为了探究信道相关性对无线光通信中空间分集接收信号闪烁的影响,给采用空间分集接收技术的通信端的各子孔径大小与分布设计提供参考,理论推导了弱起伏条件下空间分集接收信道相关系数的表达式,给出了信道相关系数与分集接收信号闪烁的关系;数值研究了水平湍流均匀路径与整层大气湍流非均匀下行传输路径下的信道相关系数。结果表明,对于平面波,湍流非均匀路径下孔径接收时信道间存在明显的负相关特性。对于球面波,湍流非均匀路径下孔径接收时的信道相关性与湍流均匀路径情况类似,负相关特性都不明显。     

信道串扰对多信道混沌通信的影响

构建了基于垂直腔面发射激光器(VCSELs)的多信道全光混沌通信系统模型,通过描述其特性的数率方程,研究了信道串扰对系统混沌同步及解码性能的影响。在数值模拟中,使用一个改进型的参数——相似指数作为参考标准来评价同步性能。结果表明,相对注入强度越小,信道间隔越大,系统同步的性能越好;双信道系统的同步质量相比主从式单信道系统会有明显下降,而进一步增加信道数量,同步品质并不发生显著改变。以2.5Gb/s伪随机数字调制下的混沌掩藏方式为例,分析了不同信道条件下系统解码性能。在同步质量足够高时,信号可以得到较好的恢复。     

基于压缩感知的大规模MIMO信道估计与反馈

针对大规模 MIMO系统信道估计精度低及反馈方案较为复杂的问题,在差分信道估计及反馈方案上提出了一种基于系数相关性的压缩采样匹配追踪（BCC-CoSAMP）算法。该算法将CoSAMP算法中衡量两个向量之间关系的内积替换为基于相关系数的向量关系判定,从而较快地选出与原始信号相关性强的原子,达到提高信道估计精度的目的。仿真结果表明,与CoSAMP算法相比,所提出的BCC-CoSAMP算法在低信噪比情况下,信道估计精度平均有5 dB的提高,同时能平均提高系统总速率1.25 bit/(s.Hz)。     

时变信道下多小区多用户分布式大规模MIMO系统上行可达速率分析

针对多小区多用户分布式大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)上行系统，考虑移动环境下信道时变特性，并结合多小区导频污染和信道估计误差条件，分析这类因素对系统可达速率的性能影响。采用一阶高斯马尔科夫过程对时变信道进行建模，以时间相关性系数为时变信道参量描述信道系数随时间变化的快慢程度。当基站采用最大比合并(Maximum Ratio Combining，MRC)接收机时，利用Jensen不等式、随机矩阵理论和Gamma随机变量的各阶矩，推导得出了包含导频污染、信道估计误差和信道时变参量的可达速率解析表达式。基于此，分析得出在多小区分布式大规模MIMO系统中，时变信道参量只会影响系统的可达速率绝对值，而不会影响发射功率缩放律。更重要的是，当不考虑发射功率缩放时，随总天线数增加，可达速率将不受时变信道的影响，而只由导频污染所决定，这表明该系统对时变信道具有良好的鲁棒性。最后，利用蒙特卡洛数值仿真验证了所得出的结论的正确性和有效性。      

一种新的MIMO信道模型

实际无线通信环境中发送天线之间以及接收天线之间存在相关性.针对以上特点,从多径MIMO信道的特性出发,首先建立发射天线相关系数矩阵和接收天线相关系数矩阵,并将它们引入无线信道的莱斯MIMO信道模型中.最后通过分析LOS MIMO信道相关模型和瑞利衰落MIMO信道相关模型,给出了具体的建模步骤.仿真结果表明采用本文方法产生的信道模型的MIMO系统误码率更低,从而验证了该信道模型能够较好地模拟MIMO系统的空间信道.     

Estimating MIMO system performance using the correlation matrixapproach

The channel capacity of a multiple-input-multiple-output (MIMO) communication system depends substantially on correlation between individual receive branches. We investigate the MIMO capacity using the correlation matrix approach and the Salz-Winters (1994) spatial correlation model. It is shown that for a linear array, correlation has no impact on the MIMO channel capacity provided that the two-element array beamwidth is smaller than the angle spread of the incoming signals. Simple but accurate approximations for the correlation coefficient and the corresponding channel capacity are derived for different angular spreads     

基于卫星移动MIMO系统的天线相关性性能分析

研究了卫星移动MIMO系统中,上、下行信道存在阴影衰落和空间相关条件下的系统性能,利用围线积分、留数定理及特殊函数积分等方法推导了系统中断概率(OP),平均符号错误概率(SER)的闭合表达式。利用Monte-Carlo仿真分析了系统在不同相关系数、天线数目及调制方式下的性能表现。仿真结果表明,尽管阴影衰落和空间相关性降低了系统性能,但与单天线系统相比,卫星移动MIMO系统的OP及SER改善明显。     

基于指数相关矩阵的MIMO-OFDM系统容量

对收、发端的天线相关为指数相关矩阵的多径衰落信道的MIMO-OFDM系统的信道容量进行了研究。分别对收端和发端的相关矩阵进行SVD分解,主要分析了相关矩阵中的相关系数和多径衰落的路径数量2个参数对对系统容量的影响,并进行了相应的蒙特卡罗仿真。最终的仿真结果表明：在大信噪比的情况下,随着相关系数的增加信道容量下降明显;在总功率受限时,容量随着路径的增加明显增加。     

相关衰落信道上WCDMA系统的安全性能分析

对多输入多输出（MIMO）相关衰落信道上宽带码分多址接入（WCDMA）的安全性能进行评估,一种省时高效的解决方案是理论分析法。推导了相关 Nakagami 衰落信道上采用空时分组码和二维瑞克接收机（2D-Rake）的 WCDMA 系统的非零安全容量概率和安全中断概率的精确解析表达式。利用上述表达式,可以快速地评估收发天线数、天线相关系数、Nakagami衰落系数、平均路径衰减系数等参数对WCDMA系统安全性能造成的影响。数值计算和仿真结果相吻合,证明了以上理论分析的正确性。推导了WCDMA系统渐近安全中断概率的解析表达式。结果表明,WCDMA 系统的安全分集增益为主信道各个可分离路径上的分集增益之和,与窃听信道无关;对于恒定多径强度轮廓的同分布Nakagami衰落信道,WCDMA系统的安全分集增益为主信道的收/发天线数、多径个数以及Nakagami衰落系数四者之积。     

一种基于无人机MIMO信道的容量分析方法

针对无人机通信环境特点以及多天线系统(Multi-Input Multi-Output,MIMO),建立了具有直射、反射以及散射分量的无人机MIMO三维GBSBCM信道模型,给出了无人机空时频信道相关函数的简要形式;采用信道矩阵分解、信道系数归一化的方法,推导了无人机的MIMO信道相关矩阵的计算方法;根据信道相关矩阵中参数定量分析法,仿真分析了在发射端信道未知条件下的多天线间隔对无人机MIMO信道容量的影响。通过容量的影响分析,对无人机MIMO天线间隔的合理配置具有一定的理论参考价值和实际应用价值。     

基于快速信道捕获与系数映射均衡的流星通信接收机

针对流星余迹通信原理及信道特点,构造了基于自适应编码调制的变速率通信机制,提出了有效利用传输帧结构的快速信道估计及系数映射均衡的流星余迹通信接收机.在利用时域相关运算快速捕获流星信道冲击响应的基础上,推导出信道参数与均衡器系数之间的映射关系,直接计算出判决反馈均衡器的抽头系数,从而实现流星余迹通信自适应编码调制方式数据的可靠接收.该接收机在信道变化的情况下具有较快的收敛速度,和较好的抗噪声性能.仿真结果和复杂度分析验证了算法的有效性.     

阵元间距对室内MIMO系统信道容量的影响

引入散射体的随机分布模型,讨论了室内微微蜂窝4×4MIMO系统中接收端阵元间距对各子信道间衰落相关性及信道容量的影响.数值模拟结果说明在室内环境有丰富散射体存在且接收端放置天线的空间受限的情况下,阵元间距可做得很小（0.5λ）,便可以得到较大的信道容量,此时相关系数仅为0.1左右,对信道容量的影响很小.     

衰落信道上TAS/MRC的错误指数

使用梅哲-G 函数,推导了Nakagami-m 衰落发射天线选择（TAS）/最大比合并（MRC）系统的随机编码错误指数（RCEE）、遍历容量、截止速率、删改指数的精确表达式。计算结果表明,Nakagami-m衰落TAS/MRC系统的错误指数与信道衰落参数、信道编码速率、收发天线数目、信道相干时间等因素有关。信道衰落系数越大、编码速率越大、收发天线数目越多,通信系统的RCEE越大,相应的译码错误概率越小,系统的通信可靠性越高。对于给定译码错误概率的MIMO无线通信系统,可以通过计算系统的RCEE来估计信道所需的编码长度、收发天线数目、信道相干时间和空间衰落相关时的编码需求。     

Performance of M-QAM modulations for indoor radio communications with combined diversity and equalization techniques

Digital indoor radio communications systems have become an attractive proposal as they could provide the user high quality voice and low rate data services with total mobility. However, indoor communications are affected by multipath propagation that restricts their application imposing an upper limit on the system data rate. To overcome this drawback diversity and channel equalization could be considered. In this paper the performances of 4, 16 and 64-QAM modulations in a radio communications indoor environment are presented. The results show that a system without protection has very limited performance. Diversity techniques are efficient when the radio channel can be assumed to be non-selective. For systems operating in selective fading channels joint equalization and diversity techniques are necessary to fight the degrading effect introduced by the channel. Moreover, if correlation between the two diversity channels is taken into account, the system performances remain almost unchanged, assuming that the correlation coefficient between the two diversity branches is lower than 0.6 to 0.7 approximately.     

舰船激光通信中大气湍流对系统误比特率的影响

为了研究舰船激光通信系统中采用多光束发射与接收技术时,大气湍流对系统误比特率造成的影响,采用了对激光在大气湍流场中的传输方程进行解析求解的方法,忽略系统中其它噪声,仅考虑由大气湍流引起的系统误比特率,得到了在不同发射天线数目和相关系数条件下,传输距离、大气信道间距、对数振幅方差和系统误比特率的关系。结果表明,在弱起伏条件下,随着发射天线数目的增多或相关系数的减小,系统误比特率减少很快;湍流强度增大,系统误比特率增加;传输激光波长增大,系统误比特率降低;当发射天线数目一定时,随着大气信道间距变大,系统误比特率降低。     

无线紫外通信信道分析

利用大气散射效应,无线紫外(UV)通信能够提供非视距的无线光通信.推导了紫外无线通信信道的脉冲响应近似解析表达式,以此研究紫外信道的特性.得出了信道长度,码间干扰和信道误码率与收发机光学几何结构,数据速率的关系.研究表明,信道带宽和时延扩展主要取决于大气条件,即大气衰减系数,同时得到了信道容量与衰减系数,通信距离的关系...     

Effect of Signal and Noise Mutual Coupling on MIMO Channel Capacity

In this paper we analyze the impact of mutual coupling on MIMO channel capacity, considering its effect on both signal and thermal noise. We calculate noise correlation matrix in the multi-antenna system with closely spaced antenna by applying Nyquist’s thermal noise theorem. Then, we employ the noise correlation matrix in the channel capacity formula, which enables the identification of thermal noise correlation contribution on the MIMO channel capacity. In addition, we examine the variations in the mean branch signal-to-noise ratios (SNR) due to the noise correlation. Our simulation results corroborate the theoretical analysis that mean and outage MIMO channel capacity is underestimated if noise correlation due to mutual coupling effect is not accounted for.     

基于MMSE 信道估计的VRVP-MQAM 方法性能研究

信道估计对于VRVP-MQAM系统的整体性能至关重要,论述了VRVP-MQAM方法在实际应用中遇到的问题,针对假定CSI已知的传统研究方法,该文通过采用MMSE算法进行信道估计,研究了MMSE估计误差对VRVP-MQAM方法的ASE性能影响,并在Rayleigh衰落信道下进行了仿真,仿真结果表明:与信道状态已知(=1)相比,MMSE估计误差(=0.9时)会产生1~3 dB左右的ASE性能差距;当平均SNR为20 dB时,MMSE算法下信道状态的平均频谱效率为0.3 bps/Hz,比理想信道状态的平均频谱效率低。因此,VRVP-MQAM方法的应用将会越来越广泛。     

时间相关信道下分布式大规模MIMO系统频谱效率分析

为了分析时变信道特性对多用户分布式大规模MIMO系统的频谱效率性能影响,通过引入一阶高斯马尔科夫过程来建模时变信道,以时间相关性系数表征时变快慢程度。当系统采用最大比合并（MRC）接收和最大比发送（MRT）预编码方案时,借助于确定性等价原理以及Gamma分布随机变量的性质,推导出了含有信道时变信息的上行和下行频谱效率闭合表达式。同时,给出了当基站总发送天线数与用户个数之比趋于无穷大时,频谱效率的极限表达式。分析表明,频谱效率随时间相关系数减小而降低,但并不影响系统所获得的发射功率增益。数值仿真验证了所推导的频谱效率闭合表达式和极限值的有效性和精确性,并比较得出时变信道下分布式大规模MIMO比集中式大规模MIMO具有更好的性能。      

Performance Analysis of Multiuser Selection Diversity

In this paper, the performance of scheduling algorithms exploiting the multiuser selection diversity is studied. The authors consider schedulers with affordable-rate transmission and adaptive transmission based on the absolute signal-to-noise ratio (SNR) and the normalized SNR. In contrast to previous studies on multiuser diversity systems, channel dynamics is taken into consideration in this paper by a novel formulation based on the level-crossing analysis of stochastic processes. Then, a connection is made between the Doppler frequency shift, which indicates the channel temporal correlation, and the average (channel) access time, the average waiting time between accesses, and the average access rate of active users. These properties are important for the scheduler design, especially for applications where delay is a concern. In addition, analytical expressions for the system throughput and the degree of fairness when users have nonidentical average channel conditions are presented. These expressions quantify the effect of disparateness in users' average channel conditions on the system performance.