MIMO信道中衰落信号的多谱勒功率谱

MIMO系统中的角度功率谱有多种分布形式，所以经典多普勒功率谱不再适用。针对常用的均匀分布、余弦分布、高斯分布和拉氏分布的入射波角度功率谱，分别推导了多谱勒功率谱解析式。通过仿真比较了不同角度功率谱下的多普勒功率谱,并分析各种参数对其的影响。这些工作对MIMO信道中频率扩散的刻画做了拓展。     

基于Kalman滤波的MIMO时变信道估计

研究了一种基于Kalman滤波的MIMO时变信道估计与跟踪问题。利用衰落信道功率谱统计特性的先验信息,将信道冲击响应近似为一个低阶自回归滑动平均过程,通过信道传输函数逼近信道功率谱的幅频特性,建立时变衰落单径信道的状态方程,导出MIMO信道状态模型参数,并通过Kalman滤波跟踪信道的时变特性。理论分析和仿真试验表明,该算法在时变信道下具有较好的性能,和传统信道估计方法相比,接收机性能有了较大的改进。     

室外3D散射信道中ULA/UCA天线MIMO性能分析

为更好地解决室外三维(3D)空间域的移动通信问题,提出了一种新型室外3D空间域散射信道统计模型,主要研究MIMO多天线系统的接收性能。在宏蜂窝小区移动通信环境中,模型能够估计多径衰落信道的重要空间信道参数,首先推导了多径衰落信道的到达角(Angle of Arrival,AOA)概率密度分布。此外模型在设置多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)多天线的均匀线性阵列(Uniform Linear Array,ULA)和圆形阵列(Uniform Circular Array,UCA)的基础上,分析了波达信号不同方位角分布对散射信道中MIMO性能的影响因素,包括MIMO空间相关性、信道容量以及天线阵列配置。数值仿真结果与3D多径衰落信道模型对比,表明本模型的信道参数估计符合理论和实际的通信环境,为评估MIMO天线接收系统与仿真无线通信系统提供了创新性的研究。     

基于特征值分布的自适应MIMO接收方法

多输入多输出(MIMO)系统性能优劣依赖于信道的相关特性,空分复用技术适用于低相关信道,而波束形成技术适用于高相关信道。依据上述信道相关特性,提出一种基于信道特征值分布的自适应MIMO接收方法。该方法以均匀圆形天线阵列结构为基础,能够根据信道相关情况动态选择接收方式:当角度扩展较大时,选用传统MIMO接收方式(称为天线MIMO方式);当角度扩展较小、多径独立时,选用基于智能天线的多波束接收方式(称为波束MIMO方式)。分析角度扩展、多径对信道特征值分布的影响,并给出自适应MIMO接收切换的条件。仿真结果表明,该方法能够适应复杂的无线环境,误码率较低,性能更加稳定可靠。     

MIMO/SA多天线空时信道建模

运用相关矩阵法,通过计算2根天线之间的相关系数、多输入多输出(MIMO)的相关矩阵,得到MIMO信道系数矩阵,在其中加入智能天线(SA)的导向向量和赋形向量,得到MIMO/SA矩阵,由此实现对MIMO/SA多天线空时信道的建模。利用Matlab搭建一个仿真平台,从空间、时间、频率3个方面分析MIMO/SA多天线信道模型,结果表明,该模型具有较好的信道方向性增益,信道的空时频特性符合3GPP 25.996的要求,可用于MIMO/SA多天线的设计、优化和信道容量分析。     

MIMO系统各态历经信道容量的分析与仿真

以信息论的观点为基础，在假设信道状态信息仅收端已知的情况下，采用等功率发射方案，研究了瑞利衰落信道下MIMO(多输入多输出)系统各态历经信道容量，推导了三种特殊MIMO信道的各态历经信道容量表达式，以及在小信噪比下等收发天线MIMO系统的容量近似公式，并通过仿真进行了验证，仿真结果表明该近似公式比较精确。     

分布式MIMO系统的复合信道容量分析

分布式MIMO系统结合了MIMO技术和分布式天线系统两者的特点,具有高容量、大覆盖范围、低损耗的优势,在未来4G通信中具有很好的应用前景。基于包含了路径损耗、阴影衰落和相关小尺度衰落的分布式MIMO信道模型,通过Monte Carlo仿真比较分析了分布式MIMO系统和集中式MIMO系统的信道容量,研究了空间相关性和路径损耗对信道容量的影响。仿真实验结果表明,分布式MIMO系统能有效降低小尺度衰落相关性的影响,可以获得更好的平均信道容量。     

3D MIMO信道建模及性能分析

本文首先对MIMO技术以及3D MIMO的技术优势做了简要介绍。紧接着叙述了LTE通信系统中对3D MIMO信道进行建模的意义,它在传统的2D MIMO以及目前的3D MIMO信道模型基础上需要做出的改进之处,体现出了该研究的必要性和创新性。为了建立最新标准下的可靠三维信道模型,结合三维信道特性更新了信道生成过程。在按照流程搭建了信道模型之后,对信道模型进行校准确定其准确性,并对仿真结果进行性能分析。全面考虑信道大尺度和小尺度部分,选取具有代表性的参量对信道性能进行分析,体现出了该信道模型对系统性能的影响。     

信道估计误差下多用户MIMO／OFDM下行系统自适应传输

以系统总速率最大化为目标，提出在非理想信道信息情形下基于空分复用的多用户MIMO／OFDM下行系统的自适应资源分配方案，并满足用户的QoS要求。该方案首先根据用户信道估计误差模型和用户QoS对用户进行子载波分配，然后在各个子载波上进行功率和比特分配。仿真结果表明，该方案相对静态分配方案可获得更大的总速率，而且对信道估计错误更加强健，可应用到信道信息不确定的实际系统中。     

人为干扰机制下的MIMO系统安全容量研究

在MIMO系统窃听信道中,针对当非法接收者的信道与合法接收者的信道相比是非退化信道时,安全容量为零的问题,提出两种具体的仅仅对非法接收者产生影响的人为干扰算法——零空间法和正交法,从而产生正的安全容量,并且分别给出了发射者消息信号功率受限和发射总功率受限两种情况下的安全容量表达式。仿真结果表明,人为干扰机制能够有效地改善和提高MIMO系统的安全容量,即使非法信道是非退化的信道,仍然能够产生正的安全容量。     

Investigation on the spatial-polarizational correlation based on 3GPP spatial channel model

The correlation among signals arriving at diferent elements of the antenna array has a significant impact on the performance of multiple-input multiple-output(MIMO)system.To investigate the inter-element correlation when slant polarized antennas are used,a general approach for calculating the correlation coefcient is proposed based on a model that incorporates the antenna configuration,namely the antenna spacing and the slant angle,as well as the channel parameters,such as the power azimuth spectrum(PAS)and the crosspolarization discrimination(XPD).By applying this method to the 3rd generation partnership project(3GPP)spatial channel model(SCM),the expression of the inter-element correlation when the PAS follows the Laplacian distribution is obtained.The approximate expressions are also given for two special cases,i.e.,the case where the angular spread(AS)of the PAS is small,and the case where the AS is so large that the PAS can be approximated by the uniform distribution.Using these expressions,the impact of the antenna configuration and the channel parameters on the correlation is analyzed.Following that,the trend of inter-element correlation with the slant angle is investigated.Finally,the equivalent relation between the slant angle and the antenna spacing is studied.The results can provide guidelines for the antenna configuration under diferent propagation conditions.     

相关干涉测向关键技术的研究与实现

详细分析相关干涉测向的各项关键技术,以五元圆阵为模型,说明天线超孔径对测向结果的影响及解决方法,分析相关算法,说明来波方向角的计算方法。最后讨论解决接收通道相位不一致的方法以及避免天线的来波信号被屏蔽的方法,并且编制出测向系统应对以上情况的基线选择判决流程.     

一种实时自适应滤波的方法和在SAR方位向预处理中的应用

传统的SAR方位预滤波器采用的是固定系数的FIR低通滤波,在实际的飞行成像中,这类固定系数的滤波器会在方位向产生比较严重的幅度调制,进而严重影响实时成像质量,提出的SAR方位向自适应预滤波器克服了固定系数滤波器造成的图像方位调制干扰,同时极大改善了自动聚焦效果和成像质量。     

Multi-channel power allocation based on market competitive equilibrium in cognitive radio networks

Cognitive radios such as intelligent phones and Bluetooth devices have been considered essential goods in next-generation communication systems.Such devices will have to share the same frequency band owing to the limited bandwidth resource.To improve spectrum efciency,we formulate multi-channel power allocation as a market competitive equilibrium(CE)problem,and prove that its solution exists and is unique under the condition of weak interference.We then propose two distributed power allocation algorithms achieving CE,namely the fast convergent power allocation algorithm(FCPAA)and the social-fairness-aware FCPAA(SFAF).Theoretical analysis and simulation results demonstrate that the proposed algorithms lead to better system performance in terms of the guaranteed interference temperature constraint using the price mechanism instead of a strategy based on the Nash equilibrium.Moreover,it is shown that the FCPAA maximizes total utility,and converges more quickly than the method addressed in prior research with the help of improved round-robin rules.However,the FCPAA cannot ensure the same social fairness among secondary users as the SFAF scheme in both the non-fading channel and Rayleigh fading channel;the SFAF balances the individual utility by adjusting each user’s budget at the expense of a small quantity of system total throughput.     

基于拉格朗日的雷达方位超分辨方法研究

民用导航雷达的方位分辨率与天线孔径尺寸相关,大孔径天线在工程实践中受等多种条件制约,难以广泛应用。本文提出一种基于拉格朗日的方位超分辨方法。对方位信号向量进行数据补充,将卷积扫描模型转换为矩阵-向量乘积形式。对天线方向图奇异值分解,结合BFGS算法构造二次规划观测模型。利用拉格朗日法计算模型最优解,进而重建目标原始方位信号,实现目标方位超分辨。实验结果表明,在信噪比(Signal to noise ratio, SNR)为10~20 dB时,本文方法具有良好的分辨效果,与对偶-对数障碍法相比,该方法可获得较高的信号重构误差比(Signal reconstruction to error ratio, SRER)。     

3D non-stationary vehicle-to-vehicle MIMO channel model for 5G millimeter-wave communications

Vehicle-to vehicle (V2V) is one of the most challenging scenarios in the fifth-generation (5G) millimeter-wave (mmW) mobile communication networks. Existing models cannot be utilized without development for compatibility with modern measurements, which have proved that the wide-sense stationary (WSS) modeling assumption is valid only for very short intervals. In this paper, a novel three-dimensional (3D) geometry-based stochastic model (GBSM) for non-stationary (non-WSS) narrowband V2V multi-input-multi-output (MIMO) channel with both 3D fixed and moving scatterers around the transmitter (Tx) and the receiver (Rx) is proposed. The azimuth angle of departure (AAoD), elevation angle of departure (EAoD), azimuth angle of arrival (AAoA) and elevation angle of arrival (EAoA) of the 3D moving scatterers have been considered as time varying angles, and this makes the model non-stationary. Based on the proposed model, the statistical properties, including space-time correlation function (STCF), space-Doppler power spectral density (SD-PSD), level crossing rate (LCR), and average fade duration (AFD) are derived and compared with those of measured data and state-of-the-art channel models. Finally, the close agreement between results reveal that the proposed 3D model with 3D moving scatterers reflects the real-world V2V channel characteristics, especially in 5G mmW networks.     

跟踪式航向解算方法在磁通门罗经中的应用

为了将磁通门罗经检测的地磁航向信息转换为方便微机处理的数字量,将跟踪式航向解算方法应用于磁通门罗经。分析了磁通门罗经的工作原理和地磁航向信号形式;阐述了跟踪式航向解算方法的基本思想;给出了实验测试数据。测试结果表明：采用跟踪式航向解算方法的磁通门罗经的航向精度满足地磁罗经精度要求。     

基于去调频技术的斜视聚束SAR成像方法

针对具有方位谱混叠现象的斜视聚束式合成孔径雷达(SAR)成像问题,本文研究了一种基于去调频技术的成像方法.文中首先分析了斜视聚束SAR中的方位谱混叠现象,从理论上找出了斜视角影响方位粗聚焦的根本原因.基于分析结果,引入了回波信号非线性相位校正预处理法,彻底消除了斜视角的影响,从而得到正确的粗聚焦结果.然后基于斜视成像模型,推导了预处理回波信号的方位粗聚焦和精聚焦处理过程.在精聚焦的方位滤波处理中,针对非线性相位校正预处理导致的场景聚焦深度限制问题,提出了一种改进的非线性调频变标(NLCS)算法,实现了回波信号的高精度方位压缩.仿真实验结果证明了文中理论分析的正确性和所提方法的有效性.     

基于实验模态的振动筛故障分析

将实验模态分析技术应用于某振动筛的故障分析。采用多点激励、多点测量的方法,对振动筛进行了模态测试。利用时域模态参数识别方法,得到三个方向的模态频率、模态阻尼和模态振型。对实验结果进行了对比分析,得出了一些有价值的结论,为振动筛的动力学设计和动力学修改提供了参考。