检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：姚国强电子科技大学

学位级别：博士

随着无线通信业务需求的增长,高频谱利用率、高吞吐量和高稳定性的系统将是无线通信的发展方向。多输入多输出(Multiple-Inputs Multiple-Outputs,mimo)技术可以通过多天线收发在不增加频率带宽的情况下提升通信系统容量,是无线通信系... 详细信息

随着无线通信业务需求的增长,高频谱利用率、高吞吐量和高稳定性的系统将是无线通信的发展方向。多输入多输出(Multiple-Inputs Multiple-Outputs,mimo)技术可以通过多天线收发在不增加频率带宽的情况下提升通信系统容量,是无线通信系统的关键技术之一。期望传播(Expectation Propagation,EP)算法作为一种消息传递算法,在mimo通信系统中可以发挥重要作用,用于mimo检测时被证明是可以达到贝叶斯最优性能的。然而,一方面期望传播检测算法复杂度较高,尤其在mimo通信系统的Turbo接收机中;另一方面期望传播检测算法需要在大系统和压缩比门限下才能达到贝叶斯最优,当条件不满足时性能会有一定衰退。本文为了增加期望传播算法在mimo通信系统中的实用性,降低期望传播检测算法的计算复杂度和提升其在贝叶斯最佳条件不满足时的性能,主要进行了以下三方面的五个工作。首先为了降低期望传播检测算法的计算复杂度,本文提出了两种优化的检测算法。第一种是基于串行更新的高效期望传播检测算法(High Efficiency EP,HE-EP)。通过串行更新方法将原期望传播检测算法中的矩阵求逆转换为迭代的向量乘法,从而降低线性处理的计算复杂度;再结合排序更新方法可以提升迭代更新的准确率和收敛速度;而球形搜索辅助方法则可以大幅度地降低星座点的搜索空间,从而降低非线性处理的计算复杂度。第二种是基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的低复杂度期望传播检测算法(EP-SVD)。通过方差均衡和奇异值分解的预处理操作,将原期望传播检测算法中的矩阵求逆转换为矩阵和向量的乘法,直接降低计算复杂度阶数。仿真分析表明两种优化检测方法都可以有效地降低期望传播检测算法的计算复杂度,其中HE-EP具有和原期望传播检测算法相同的适用场景,EP-SVD能够在特定场景下节省更多的计算复杂度。其次为了提升期望传播检测算法在贝叶斯最佳条件不满足时的性能,本文提出了两种改进的检测算法。第一种是基于初始化参数选择的改进期望传播检测算法(Improved EP)。通过分析初始化参数对迭代近似后验分布的均值和方差的影响,选择更加合理的初始化参数,同时更改矩匹配策略,实现期望传播检测算法的性能优化。第二种是基于神经网络学习的改进期望传播检测算法(Modified EP Detection,MEPD)。在Improved EP基础上,为了使优化更加全面,分别在线性处理,非线性处理和外信息计算三个部分选择了训练参数,并采用将迭代算法展开成神经网络的方法,将选择的参数进行训练优化,得到最优的参数组合。仿真分析表明两种改进检测算法都可以在贝叶斯最优条件不满足时明显地提升期望传播检测算法的性能,且MEPD具有很好的鲁棒性。最后在低密度奇偶校验(Low Density Parity Check Code,LDPC)编码的mimo通信系统Turbo接收机中,为了降低期望传播检测算法计算复杂度和提升迭代更新效率,本文提出一种基于期望传播算法的联合检测译码迭代接收机(Joint Detection Decoding,JDD)。通过采用不同的先验反馈方法和联合消息更新方法,同步期望传播检测算法,和积译码算法和Turbo迭代的更新频率,从而优化期望传播检测算法的内部结构,增加mimo检测和LDPC译码之间的信息交换频率,加快Turbo接收机的收敛速度。仿真分析表明JDD相较于传统的Turbo接收机具有更快消息更新频率,可以在提升接收机整体性能的情况下,降低mimo检测和LDPC译码的内部迭代次数。此外,期望传播检测算法的内部结构也得到优化,进一步降低期望传播检测算法在Turbo接收机中的计算复杂度。通过以上五个工作,本文降低了期望传播检测算法的计算复杂度并提升了其在贝叶斯最优条件不满足时的检测性能,同时优化了在mimo通信系统Turbo接收机中的应用。因此本文增加了期望传播算法在mimo通信系统中的实用性。

关键词： mimo通信系统期望传播算法 mimo检测复杂度 mimo检测性能联合检测译码迭代接收机

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mimo通信系统中低复杂度预编码技术研究

MIMO通信系统中低复杂度预编码技术研究

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作者：古强中国科学技术大学

学位级别：硕士

无线通信的飞速发展使频谱资源变得十分紧张，多输入多输出(mimo)技术被普遍认为是解决这一问题的有效手段。研究发现，作为mimo系统的关键技术之一，预编码是提高系统频谱效率、增强链路可靠性等方面的重要保证。但很多预编码优化问题... 详细信息

无线通信的飞速发展使频谱资源变得十分紧张，多输入多输出(mimo)技术被普遍认为是解决这一问题的有效手段。研究发现，作为mimo系统的关键技术之一，预编码是提高系统频谱效率、增强链路可靠性等方面的重要保证。但很多预编码优化问题是非凸优化问题且属于非确定性多项式难题(NP-hard)，复杂度极高，因此研究这些问题的低复杂度解决方案具有重要意义。\n 本文在对现有的预编码技术的广泛调研和深入分析的基础上，指出目前点对点预编码方法的两个关键性难题为：1）对平坦衰落信道，最大似然接收机下的最小欧氏距离预编码优化问题，目前尚无普适的低复杂度解法；2)对于频率选择性衰落信道，FIR预编码器可在宽频带内利用FIR滤波器结构实现对输入序列连续处理，但现有算法无法获得最大的信道容量。围绕这两个难题，本文的创新工作主要体现在如下两个方面：\n ●基于曲面膨胀的最小距离mimo预编码算法。该算法建立在以下事实基础上：1）将预编码矩阵限制为实值矩阵对整体性能的影响极小；2）实对称矩阵与空间中的二次曲面（曲线）具有确定的对应关系。因此，该算法的新颖特征在于它从几何观点出发，将预编码矩阵的非凸优化求解转化为寻找空间中依特定条件膨胀的二次曲面（曲线），且基于这种曲面（曲线）膨胀思想较易获得关于最小欧氏距离的闭合表达式，从而可获得较好的BER性能并有效降低算法复杂度。基于曲面膨胀的思想，本文分别提出一种适合双路和三路数据流传输的mimo预编码新算法。仿真实验表明，本文提出的算法可以显著改善系统的BER性能，且具有较低的在线计算复杂度。\n ●适合mimo频率选择性衰落信道的FIR预编码器。本文提出一种在平均功率约束下以最大化信道容量为目标、适用于mimo频率选择性衰落信道的预编码新方法。该方法把预编码器建模为一个低阶FIR滤波器，将原容量最大化非凸优化问题松弛为一个可在多项式时间内求解的SDP优化问题，并提出了一种基于特征值分解的直接抽取算法来获得原问题的近似最优解。仿真实验和分析证明：1）利用矩阵秩松弛，将原非凸优化问题转化为SDP问题进行求解，是设计低阶FIR预编码器的有效途径；2)与已有算法相比，该算法可以显著提升系统的信道容量，尤其当预编码器阶数等于信道径数时，该方法可近似达到理论信道容量。为了改善直接抽取法能量损失带来的性能损失，本文还提出一种基于高斯抽样的改进算法。根据具体的信道条件合理选择两种实现算法，本文提出的FIR预编码算法可以最大限度的优化系统的信道容量，同时保持较低的运算复杂度。由于FIR预编码算法对数据块的结构无任何要求，因此具有较低的实现复杂度和一定工程应用价值；其不仅适用于单载波系统，也同样适用于mimo-OFDM系统。

关键词： mimo通信系统低复杂度预编码曲面膨胀 FIR预编码器半正定规划

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mimo通信系统下的非直达波定位算法研究

MIMO通信系统下的非直达波定位算法研究

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作者：姚玲重庆邮电大学

学位级别：硕士

无线定位技术是通过观测站获取被测目标信号中所携带的定位参数和信息，实现对被测目标空间位置估计的技术手段。早期的直达波算法在LOS环境下能够较好地满足定位精度需求，但由于陆地通信环境的复杂性，常常存在各类障碍物（如城市中... 详细信息

无线定位技术是通过观测站获取被测目标信号中所携带的定位参数和信息，实现对被测目标空间位置估计的技术手段。早期的直达波算法在LOS环境下能够较好地满足定位精度需求，但由于陆地通信环境的复杂性，常常存在各类障碍物（如城市中高低错落的建筑、郊区的山脉丘陵等），致使电波多数会经过散射体散射或反射后才能到达接收方。因此，如果再采用直达波定位算法来处理NLOS环境下的定位问题将带来很大误差。故抑制NLOS误差影响的定位算法成为无线定位研究领域的热点话题。\n 在无线通信环境中，mimo技术在3G中的应用，促使其成为移动通信领域的关键技术之一。文章的研究核心就是基于mimo系统的移动定位技术。论文分析了无线定位中的几种关键技术，以及影响无线定位精度的原因和定位准确率评价标准;研究了mimo通信信道模型，设计了本文定位系统中应用的空时相干分布信道模型。\n 文章主要研究内容包括两个部分，基于mimo空时相干分布信道模型，研究信道中角度-时延定位参数联合估计算法;并利用估计出的定位参数进行二次散射模型中非直达波的定位算法解算，其主要工作如下:\n 1.接收信号中的定位参数与定位算法联系紧密，要对移动台进行定位，首先要获取定位参数。文章对最关键的两个参数——角度和时延进行了联合估计。对传统的MUSIC算法进行改进，改进的MUSIC算法是通过搜索MUSIC谱峰值，实现对角度、时延参数较精确地估计;本文还在特定信道模型下对JADE-ESPRIT算法进行了仿真验证。两种算法都具有天线个数不受多径数目限制的优点，JADE-ESPRIT算法可同时估计AOA和TOA;改进的MUSIC算法除了能估计AOA和TOA之外，还能得到发射角AOD。随着信噪比的增加，改进的MUSIC算法估计精度随之提高，为后续的定位算法提供了保障。\n 2.对NLOS传播模型和单站定位技术进行了研究，设计了在二次散射模型下，采用机动单站对移动台定位。利用圆拟合法对第二层散射体位置和与MS的距离值进行联合估计，用Chan算法估计第一层散射体位置;借助第一层散射体位置和发射角估计MS的位置。仿真结果表明通过单站的有效机动丰富了定位信息，使得定位算法性能良好，达到抑制NLOS误差的目的。

关键词： mimo通信系统无线定位定位算法二次散射模信道模型

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mimo通信系统中降低信道状态信息反馈量的研究

MIMO通信系统中降低信道状态信息反馈量的研究

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作者：李哲南京邮电大学

学位级别：硕士

mimo通信系统中的预编码技术可以利用信道状态信息(Channel Status InformatioN,CSI)对发送信号预处理，提高系统的性能。但是完全反馈CSI信息会占用较多的资源，系统难以负荷。基于码本设计的预编码技术只需接收端反馈部分的信息，把CS... 详细信息

mimo通信系统中的预编码技术可以利用信道状态信息(Channel Status InformatioN,CSI)对发送信号预处理，提高系统的性能。但是完全反馈CSI信息会占用较多的资源，系统难以负荷。基于码本设计的预编码技术只需接收端反馈部分的信息，把CSI的反馈量降低至系统可以负担的数量级，已经成为未来移动通信的关键技术之一。但是基于码本的预编码系统的反馈量仍然十分可观，研究进一步降低其反馈量的技术是十分必要的。\n 本论文首先以信道矩阵分解的理论为线索研究了基于CSI的预编码技术，并着重介绍了基于码本的预编码技术以及各种常见码本的构建方式，仿真证明了基于码本的预编码技术理论上几乎可以达到完全CSI预编码的系统性能。然后重点研究了基于码本预编码的降低信道质量指示（Channel Quality Indicator， CQI）和预编码矩阵指示(Pre-coding MatrixIndicator， PMI)两部分系统反馈信息的方法。在PMI反馈方面，将码本子集反馈法和差分码本反馈法利用信道相关性降低系统反馈量的思想相结合，以树形码本的存储为基础提出两级码本子集反馈法，给出两级码本子集反馈法的具体实现过程和仿真结果。仿真证明本文算法能在保证系统性能的前提下有效降低系统的反馈开销。在CQI反馈方面，本文主要研究了利用门限法降低反馈量，仿真证明门限法在不明显损失系统容量的前提下大大降低了系统的CQI反馈开销。

关键词： mimo通信系统信道状态信息反馈量

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mimo通信系统中信号检测技术的研究

MIMO通信系统中信号检测技术的研究

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作者：王隆东北大学

学位级别：硕士

多输入多输出(mimo)技术是未来无线通信领域中智能天线的关键技术之一,它通过采用多根发射天线和接收天线的技术,突破了传统单输入单输出通信系统信道容量的瓶颈,能够在不增加带宽的情况下成倍地提高无线信道的容量。在频率资源严重不足... 详细信息

多输入多输出(mimo)技术是未来无线通信领域中智能天线的关键技术之一,它通过采用多根发射天线和接收天线的技术,突破了传统单输入单输出通信系统信道容量的瓶颈,能够在不增加带宽的情况下成倍地提高无线信道的容量。在频率资源严重不足,信道带宽到达顶峰的当下,mimo技术无疑已经成为人们研究的热点。而在mimo系统中,信号的检测又是其中的关键,接收机检测技术的好坏直接影响到信号的还原度和通信的质量。本文主要针对mimo通信系统中信号检测的技术进行了研究。首先对mimo信道模型和信道容量进行了分析。其次分析了OFDM技术及mimo与OFDM相结合的mimo-OFDM系统。接下来分析了mimo系统接收端的各种传统检测算法,包括迫零(ZF)算法、最小均方误差(MMSE)算法、最大似然(ML)算法、QR分解算法、串行干扰消除(SIC)算法、ZF和SIC相结合的ZF-SIC算法、MMSE与SIC相结合的MMSE-SIC算法等。对以上各算法分别进行了计算机仿真,对比了算法的检测性能,分析了各个算法的优缺点。重点介绍了球形译码(SD)检测算法。SD算法是ML算法的改进和简化,能够获得与ML相近的检测性能,而复杂度却远低于ML算法。本文在研究mimo系统各个检测算法后,提出了四种改进算法： (1)提出一种最大似然算法与串行干扰消除算法相结合的算法。利用最大似然算法检测信号误码率低的特性来检测串行干扰消除算法中的第一层信号,从而减少第一层信号误差传播的可能,再利用干扰消除算法检测出其余层的信号。该算法有良好的检测效果,并且复杂度远低于最大似然算法,是检测复杂度与误码率的一种折中。 (2)提出一种结合最小均方误差的改进球形译码算法。该算法将球形译码中收缩半径的参数k改进为一常数,并结合最小均方误差准则,算法复杂度得到了很大的降低。 (3)提出一种基于最小均方误差准则的裁剪球形译码算法。裁剪球形译码利用期望分布进行了放大量的估计,并裁减掉了放大量,相对于传统算法复杂度有很大降低,在结合最小均方误差准则后,能够进一步降低算法的运算复杂度。 (4)提出一种排序的球形译码检测算法。将排序QR分解算法中的排序方法应用到球形译码检测算法中,使信号按信噪比由高到低进行排序。得到的新算法在不损失检测误码性能的前提下能够有效地降低运算复杂度。本文对传统算法和改进的算法做了很多仿真工作。对实验结果进行了分析对比,仿真实验结果验证了所提算法的有效性。

关键词： mimo通信系统信号检测最小均方误差串行干扰消除算法球形译码算法

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mimo通信系统全向天线的研究

MIMO通信系统全向天线的研究

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作者：高春娟西安电子科技大学

学位级别：硕士

本论文结合工程项目进行研究，围绕印刷偶极子以及几种全向天线的分析计算、优化设计等方面展开研究，对如何展宽天线的带宽进行了重点讨论。\n 首先，本论文以mimo通信系统为背景，对全向天线的发展以及带宽展宽的技术进行了相关理... 详细信息

本论文结合工程项目进行研究，围绕印刷偶极子以及几种全向天线的分析计算、优化设计等方面展开研究，对如何展宽天线的带宽进行了重点讨论。\n 首先，本论文以mimo通信系统为背景，对全向天线的发展以及带宽展宽的技术进行了相关理论的论述与总结。考虑到印刷偶极子具有体积小、重量轻、结构简单、成本低、易集成等诸多优点，采用了印刷偶极子作为阵列单元，对其进行了仿真计算，采用微带双线对阵列进行串联馈电，这样不仅实现天线良好的电性能，而且减小了振子间距，从而减小天线的总体尺寸，实现了天线与馈电网络的一体化。\n 其次，结合应用设计了两个频段(3.4～3.6GHz、5.7～5.9 GHz)垂直极化的全向印刷偶极子阵列天线，提出了能改善方向图不圆度的方法和实现途径。本论文通过理论计算与模型仿真相结合确定了天线的基本结构，并对这种阵列天线进行了大量的研究与仿真计算，对加工的天线样机进行了阻抗匹配调试，对天线驻波比、方向图进行了测量，测试结果达到了增益大于7 dB,不圆度小于1dB，频带内VSWR<1.5的要求。本论文的设计和研究对mimo通信系统中宽带垂直极化全向天线的工程设计和应用提供了参考。

关键词：全向天线优化设计 mimo通信系统

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mimo通信系统中树搜索信号检测算法研究

MIMO通信系统中树搜索信号检测算法研究

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作者：苗承强东北大学

学位级别：硕士

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, mimo)系统是近年来在无线移动通信研究中的一个重大突破,它扩展了一维智能天线技术,通过在发送端和接收端分别安置多副天线来实现。多天线技术能够充分利用空间资源,在不增加系统带宽和... 详细信息

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, mimo)系统是近年来在无线移动通信研究中的一个重大突破,它扩展了一维智能天线技术,通过在发送端和接收端分别安置多副天线来实现。多天线技术能够充分利用空间资源,在不增加系统带宽和天线总发送功率的情况下,有效对抗无线信道衰落的影响,大大提高通信系统的频谱利用率和信道容量,是新一代无线移动通信系统采用的关键技术之一。本文首先深入分析了多天线无线通信的原理、当前研究进展及其在无线通信领域中的应用,重点分析其系统模型和系统容量。对mimo系统中的常规检测算法进行了分析,并通过仿真分析比较各种算法的性能。然后分析mimo信号检测算法中近年来被广泛研究的以树搜索为基础的一大类算法,深入的研究了深度优先的球型译码算法和宽度优先的QRD-M算法的原理及搜索过程,并对这一类算法进行了总结。主要研究工作如下：(1)研究了深度优先的球型译码算法,发现球半径的选取对算法的复杂度和性能有很大的影响,特别是当信噪比很小时,过大的搜索半径会导致复杂度近似到达最大似然(ML)算法的复杂度。针对这一问题,通过引入一个压缩因子乘以信噪比的式子去控制球半径的大小,使该改进算法在低信噪比时的复杂度有了明显的改善。仿真实验表明,在信噪比低于10dB时,该改进算法相对传统球型译码算法,复杂度平均降低10%左右。(2)研究了宽度优先的QRD-M算法,针对常规QRD-M算法中冗余计算过高这一问题,提出了自适应的QRD-M算法,它通过在每一层引入一个门限值,并对每一层进行部分扩展。仿真实验表明,改进算法在牺牲了很小误码率的同时,却换来了复杂度的大幅度降低,使其能更好的应用于实际的系统成为可能。(3)针对常规QRD-M算法在其检测过程中容易将最优路径舍去和并没有考虑噪声的影响,从而会对误码率有一定的影响,因此提出了QM-MMSE-SQRD算法。它在对信道的噪声进行了有效抑制的同时,又引入排序QR检测算法的思想,对常规QRD-M进行改进。仿真实验表明,该算法有效的提升了常规QRD-M算法的性能。

关键词： mimo通信系统信号检测信道容量球形译码算法 QRD-M算法

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mimo通信系统中的信号检测算法概述

引用

通信与信息技术 2023年第1期 13-15,24页

作者：毛磊朱磊程礼富胡际万郭涛中国人民解放军32382部队湖北武汉430311

通过对mimo通信系统的混合检测问题进行研究,将已有的信号检测算法进行归纳整理,主要分为传统的检测算法和基于机器学习的检测算法,其中传统的检测算法分为线性算法和非线性算法。简要阐述了各种算法的基本原理,并对比其优缺点,其中非... 详细信息

通过对mimo通信系统的混合检测问题进行研究,将已有的信号检测算法进行归纳整理,主要分为传统的检测算法和基于机器学习的检测算法,其中传统的检测算法分为线性算法和非线性算法。简要阐述了各种算法的基本原理,并对比其优缺点,其中非线性检测算法的检测性能往往较好,但复杂度也较高,基于机器学习的检测算法总体上比传统的检测算法更好一些。

关键词： mimo通信系统信号检测检测器机器学习

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mimo通信系统射频发射机仿真及初步实现

MIMO通信系统射频发射机仿真及初步实现

引用

2004全国第十届微波集成电路与移动通信学术会议

作者：陈子佳赵嘉宁陈建宏周健义洪伟东南大学无线电工程系毫米波国家重点实验室(南京)

本文介绍了一种应用于mimo宽带移动通信系统射频前端的发射机的方案与部分实现.采用直接调制方式,结构简单,性能可靠.文中叙述了发射机总体方案考虑和设计,在进行系统仿真的基础上实现了部分验证电路,并将仿真结果和实测结果进行了对比.

关键词：射频前端发射机直接变频正交调制器 mimo通信系统

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mimo通信系统射频接收链路的仿真与初步实现

MIMO通信系统射频接收链路的仿真与初步实现

引用

2004全国第十届微波集成电路与移动通信学术会议

作者：赵国涛陈建宏赵嘉宁周健义洪伟东南大学无线电工程系毫米波国家重点实验室(南京)

本文介绍了一种用于下一代mimo移动通信射频接收系统中的宽带射频超外差接收机方案,用ADS对系统的指标进行了仿真,并实现了中频部分的解调,给出了测试结果.

关键词： mimo通信系统 ADS仿真移动通信技术

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