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WiMAX系统中MIMO分集与复用的自适应切换

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WiMAX系统中MIMO分集与复用的自适应切换

作者：唐婵南京邮电大学

学位级别：硕士

WiMAX（Worldwide Interoperability Microwave Access）是基于IEEE802.16标准的新一代宽带无线接入系统,因具有传输速率高,覆盖范围大,抗衰落能力强等优点,而受到了广泛的青睐,目前已处于商用阶断,并且具有美好的前景。MIMO技术作为Wi... 详细信息

WiMAX（Worldwide Interoperability Microwave Access）是基于IEEE802.16标准的新一代宽带无线接入系统,因具有传输速率高,覆盖范围大,抗衰落能力强等优点,而受到了广泛的青睐,目前已处于商用阶断,并且具有美好的前景。MIMO技术作为WiMAX物理层的一项关键技术,对WiMAX的传输速率和抗衰落能力的提高起到了至关重要的作用,因此研究WiMAX系统的MIMO应用是一个非常有意义的课题。本文的研究主要集中在WiMAX系统中MIMO分集与复用的自适应转换,分集和复用是MIMO应用的两种方式,复用与分集相比,传输速率快、系统容量大,但损失了相当一部分分集增益,可靠性有所下降。分集虽有较高的可靠性和接收信噪比,却以牺牲系统的传输速率和系统容量为代价,二者之间是相互矛盾的,如何合理利用复用与分集来最大限度获得系统增益非常值得深入探讨。论文首先介绍了WiMAX与MIMO的发展与前景,然后在第二章中阐述了WiMAX的一些关键技术以及MIMO的信道模型,并对MIMO系统的容量进行了分析,在第三章中详细介绍了分集和复用两种方式的原理和应用,接着介绍了现有的两种分集和复用自适应切换的算法,但是这些方案都只单独考虑了可靠性和传输速率的其中一个方面,没有把可靠性和传输速率综合起来考虑,而在实际的通信环境中,不同的环境下会侧重于可靠性和传输速率的其中一个方面。本文根据频谱资源利用情况及信道条件提出了一种新的分集与复用的自适应切换算法,对不同情况下的可靠性和传输速率两个方面进行了综合考虑,对并对其进行仿真,并且与MIMO分集方式及MIMO复用方式进行了比较,说明了新提出的MIMO的自适应切换算法的性能及优势。

关键词： WiMAX MIMO 分集复用自适应切换

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地面数字电视广播中分集接收技术的研究

地面数字电视广播中分集接收技术的研究

作者：卢洋上海交通大学

学位级别：硕士

我国地面数字电视广播已经取得了单载波高码率移动接收的技术突破,但采用时域均衡的单载波接收系统的性能受信道衰落的影响较大。本文首先研究了现有的地面数字电视广播国标单载波接收系统,分析了系统内接收机主要模块的功能和算法... 详细信息

我国地面数字电视广播已经取得了单载波高码率移动接收的技术突破,但采用时域均衡的单载波接收系统的性能受信道衰落的影响较大。本文首先研究了现有的地面数字电视广播国标单载波接收系统,分析了系统内接收机主要模块的功能和算法,重点研究了系统中均衡技术的特点,分别从均衡结构、采样率、收敛准则以及独特的重叠结构几个方面对所采用的均衡技术进行了分析和讨论,从理论上分析了在动态频率选择性衰落信道条件下,信号的深度衰落会导致均衡器输入信噪比显著下降,使得均衡器产生严重的误码扩散,从而限制了均衡器性能的提高。仿真证明了现有的单载波接收系统由于均衡器无法有效对抗信道衰落已经遇到了性能瓶颈。因此,增强均衡器对抗衰落的能力是提高本文所研究的地面数字电视广播单载波系统移动接收性能的关键。分集是一种有效且必要的对抗信道衰落的技术,利用接收信号的多个独立衰落副本同时深度衰落的机率很小这一特性,采用适当的合并技术可以提高接收信号的信噪比,获得分集增益。根据分集技术和时域均衡技术各自的特点,本文重点研究了如何在现有系统的均衡中引入分集,提出了三种结合分集技术的时域均衡方法,利用分集技术来提高均衡器的输入信噪比以对抗动态信道可能的深度衰落,同时通过自适应均衡技术来对抗信道的频率选择性衰落。本文给出了详细的理论分析和仿真结果。经比较可以看出,引入分集技术,在信道深度衰落时,可以很好地抑制均衡器的误码扩散,降低均衡器的判决误码率,突破在高输入信噪比条件下,误码率受到信道衰落的限制,不能随着输入信噪比的增大而持续减小的性能瓶颈,从而极大地提高了接收机的灵敏度。仿真结果证明了上述方案的有效性和可行性。

关键词：分集均衡地面数字电视广播 MMSE 频率选择性衰落

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数字分集接收机的研究

数字分集接收机的研究

作者：陈铸重庆大学

学位级别：硕士

新一代航天测控体系要求集跟踪、测控、测距、遥控、遥测、通信、数传一体,设备简单、可靠性高、测量精度适中。遥测数字分集接收机一个重要关键是分集技术,分集技术是对独立的或至少是高度不相关的多径信号进行相加,从而改善接收端信... 详细信息

新一代航天测控体系要求集跟踪、测控、测距、遥控、遥测、通信、数传一体,设备简单、可靠性高、测量精度适中。遥测数字分集接收机一个重要关键是分集技术,分集技术是对独立的或至少是高度不相关的多径信号进行相加,从而改善接收端信号的瞬时信噪比和平均信噪比,提高通信质量。无线传输在自然界中存在大量不相关的多径信号,分集技术是通信中的一种广泛应用的、成熟的技术,一种用相对较低廉的投资就可以大幅度的改进无线链路性能的强有力的接收技术。通常的分集有空间分集、极化分集、频率分集、时间分集等,本文对分集研究技术的研究主要是空间分集和极化分集在数字域的实现等。本文研究的主要内容:①研究航天测控系统的发展特征,根据软件无线电(SDR)技术发展趋势,提出新一代航天测控系统的体系特征及功能接口,据此提出遥测数字分集接收机的项目需求。②对遥测数字分集接收机的研制方案进行方案论证和选择,确定实施方案。通过对关键技术的实验研究,确定硬件设计方案和软件设计方案。③根据硬件设计方案,确定关键器件的选择,进行电路设计和验证。根据原理图,设计印制版图,并进行信号完整性分析和仿真。④根据软件设计方案,确定软件开发方针及软件的功能模块划分,开展对软件的MATLAB仿真和FPGA实现。⑤遥测数字分集接收机软硬件调试及联调,产品测试和考核。

关键词：航天测控软件无线电分集解调角误差解调

采用分集Alamouti编码的WiMAX增强系统的仿真

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采用分集Alamouti编码的WiMAX增强系统的仿真

作者：朱红海华中科技大学

学位级别：硕士

我们现在生活在一个对讯息非常渴求的时代,我们以一个人类历史上从未有过的速度传播和创造着讯息。这也导致了在任何传播环境中,为了得到高吞吐量而发展无限接入技术的日益增长的需求。认真考虑这个问题,IEEE802.1x委员会负责监督无线... 详细信息

我们现在生活在一个对讯息非常渴求的时代,我们以一个人类历史上从未有过的速度传播和创造着讯息。这也导致了在任何传播环境中,为了得到高吞吐量而发展无限接入技术的日益增长的需求。认真考虑这个问题,IEEE802.1x委员会负责监督无线系统标准的发展,成立了802.16工作组来制定基于无线城域网(MAN)解决方案的标准。本研究的成果之一即是802.16d标准,一般称之为固定WiMAX。这个标准规定了支持多媒体服务的固定宽带无线接入系统(BWA)的空中接口,这也正是本论文要研究的。在无线应用如WiMAX中,一个主要的限制是多径衰落的影响,当接收机直接从发射机那里接收信号时会产生多径衰落,电磁波通过物体或者反射来传播也会间接产生多径衰落。这些信号到达的时间,振幅和相位都不同。这些信号叠加在一起,通常会产生衰落。多径的影响包括建设性和破坏性的干扰,信号的相移。本论文的目的是解决WiMAX系统中的一些主要问题,如:多径衰落、误码率(BER)和输入与接受信噪比(SNR),由此来提高系统的可靠性。有效方法之一是采用了空时编码(STBC)的分集特性,即基于2个发射天线和1个接收天线的Alamouti编码。 Alamouti编码的效率体现在对位水平观点的研究中。本论文使用Matlab对整个WiMAX系统和Alamouti编码进行了仿真研究。在仿真工作中,这篇论文还给出了对传统WiMAX系统和Alamouti编码系统的分析比较结果。仿真结果表明了2个模型比特误差、BER和接收信号SNR的不同价值。基于这些价值,可以得出以下结论:使用Alamouti编码的系统能得到比传统WiMAX系统更好的性能。

关键词： WiMAX IEEE802.16d 多径衰落的影响分集空时编码 Alamouti时空编码

散射通信中COFDM-FM信号的分集合并技术研究

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散射通信中COFDM-FM信号的分集合并技术研究

作者：赵力西安电子科技大学

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本文首先对散射通信信道特性和COFDM调制解调的特点进行了简要的介绍，提出了一种应用于散射通信的COFDM-FM的调制方案，并对这一调制方式进行了分析，表明这种调制方式能够满足散射通信系统的抗多径和高速率传输的要求。为了进一步提... 详细信息

本文首先对散射通信信道特性和COFDM调制解调的特点进行了简要的介绍，提出了一种应用于散射通信的COFDM-FM的调制方案，并对这一调制方式进行了分析，表明这种调制方式能够满足散射通信系统的抗多径和高速率传输的要求。为了进一步提高系统的抗衰落能力，在系统的具体实现中采用了等增益合并方案，论文着重对这一方案中的一些关键技术进行了深入的研究，提出了一种随机相位去处方法。该方法可以有效地去除各支路信号的随机相差，从而极大地提高系统的合并性能。最后论文对这种分集合并方案的具体实现进行了深入的讨论，并对其性能进行了实验测试、理论分析和性能仿真。实验和分析的结果表明，这种合并方式是有效的。为了进行比较，论文还给出了三种外军的散射通信设备的性能参数。

关键词：散射通信正交频分复用分集合并

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数字分集接收机的研究

数字分集接收机的研究

作者：张睿重庆大学

学位级别：硕士

新一代航天测控体系要求集跟踪、测控、测距、遥控、遥测、通信、数传一体,设备简单、可靠性高、测量精度适中。遥测数字分集接收机研究项目是重庆巴山仪器厂新一代航天测控系统的预研项目之一,它与S频段宽带下变频单板,组成重庆巴山仪... 详细信息

新一代航天测控体系要求集跟踪、测控、测距、遥控、遥测、通信、数传一体,设备简单、可靠性高、测量精度适中。遥测数字分集接收机研究项目是重庆巴山仪器厂新一代航天测控系统的预研项目之一,它与S频段宽带下变频单板,组成重庆巴山仪器厂新一代航天测控系统的信道分系统。遥测数字分集接收机一个重要关键是分集技术,分集技术是对独立的或至少是高度不相关的多径信号进行相加,从而改善接收端信号的瞬时信噪比和平均信噪比,提高通信质量。无线传输在自然界中存在大量不相关的多径信号,分集技术是通信中的一种广泛应用的、成熟的技术,一种用相对较低廉的投资就可以大幅度的改进无线链路性能的强有力的接收技术。通常的分集有空间分集、极化分集、频率分集、时间分集等,本文对分集研究技术的研究主要是空间分集和极化分集在数字域的实现等。本文研究的主要内容: ① 研究航天测控系统的发展特征,根据SDR技术发展趋势,提出新一代航天测控系统的体系特征及功能接口,据此提出遥测数字分集接收机的项目需求。 ② 对遥测数字分集接收机的研制方案进行方案论证和选择,确定实施方案。通过对关键技术的实验研究,确定硬件设计方案和软件设计方案。 ③ 根据硬件设计方案,确定关键器件的选择,进行电路设计和验证。根据原理图,设计印制版图,并进行信号完整性分析和仿真。 ④ 根据软件设计方案,确定软件开发方针及软件的功能模块划分,开展对软件的设计和仿真。 ⑤ 遥测数字分集接收机软硬件调试及联凋,产品测试和考核。

关键词：航天测控软件无线电分集解调角误差解调

用于MIMO系统基站分集天线的一些新型设计

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用于MIMO系统基站分集天线的一些新型设计

作者：舒萌萌电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信的飞速发展,移动用户对系统容量、质量的要求也越来越高,但目前无线信道存在的多径衰落、频谱拥挤、噪声干扰等问题大大影响了数据率的提高,一些常规的技术方案将不能满足这些日益增长的需求,而多入多出(MIMO)无线通信技术... 详细信息

随着无线通信的飞速发展,移动用户对系统容量、质量的要求也越来越高,但目前无线信道存在的多径衰落、频谱拥挤、噪声干扰等问题大大影响了数据率的提高,一些常规的技术方案将不能满足这些日益增长的需求,而多入多出(MIMO)无线通信技术提供了解决该问题的新的技术途径,它在无线信道的收发两端均采用多个天线,并配合空时编码,充分开发空间资源,在无需增加发射功率和频谱资源的情况下,成倍地提高系统容量。MIMO 系统获得理想效果的一个关键在于多天线的合理设计与布局,以保证其取得良好的分集增益。本文在对目前MIMO 天线领域的研究动态进行概述的基础上,结合基站的自身特点,提出并实现了一种新型的基站极化分集波束赋形天线阵列,其阵元为平面印刷偶极子,阵列在俯仰面形成类似平方余割形式的方向图分布。本文工作可分为以下三个部分。首先,本文简单回顾了研究的相关背景,包括无线通信的发展历程,MIMO技术的基本原理和主要研究内容,如信道建模、空时编码方案、分集技术与多天线设计等,并概述了蜂窝无线通信基站天线的常见形式及特点,在此基础上提出了本文MIMO 基站天线的设计思想。接着,本文重点介绍了基站极化分集波束赋形天线阵列的设计过程,包括阵列单元的选择、阵列综合原理、方向图赋形、微带功分器制作,并给出了仿真及测试结果。最后,为验证该极化分集阵列的性能,我们将其用于MIMO 系统平台,进行了一系列的实验,并对一些典型的实验现象和实验数据进行了分析讨论。从实验结果可以看出,该极化分集波束赋形天线可以获得良好的分集效果,同时更好地实现了对服务区的覆盖,达到了预期的设计目标。

关键词： MIMO 系统分集波束赋形极化分集天线阵列

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紫外通信系统中分集技术的研究

紫外通信系统中分集技术的研究

作者：范成北京邮电大学

学位级别：硕士

太阳辐射中UVC段的紫外光被臭氧层强烈吸收,在海平面附近的辐射量非常小。利用大气对200-300nm波段“日盲区”紫外光的散射作用,可进行非视距通信。紫外光非视距通信具有抗干扰能力强、保密性高等突出优势,这使它成为各国的重点研究课... 详细信息

太阳辐射中UVC段的紫外光被臭氧层强烈吸收,在海平面附近的辐射量非常小。利用大气对200-300nm波段“日盲区”紫外光的散射作用,可进行非视距通信。紫外光非视距通信具有抗干扰能力强、保密性高等突出优势,这使它成为各国的重点研究课题。本文将微波通信中常用的分集技术引入到紫外光非视距通信系统中,研究其对通信性能的影响。论文第一章简要介绍了紫外光通信的发展历程和研究成果,以及国内外的研究现状和研究的必要性,引出本文的研究内容。论文第二章分别介绍了紫外光非视距通信的理论基础和微波通信中的分集技术,并论证紫外光非视距通信系统运用分集技术的可行性。论文第三章介绍了紫外光非视距通信的实验平台,介绍了紫外光非视距通信所需的关键性器件,然后从硬件电路和FPGA设计两个方面详细介绍了系统的工作原理和能够达到的通信性能。论文第四章介绍了我们设计实现的紫外光非视距通信的分集接收系统。我们设计分集数据采集平台,在不同实验环境下进行多次实验,对采集到的分集数据进行了处理分析。通过不同合并方式的信噪比的对比,证明了分集接收对紫外光非视距通信系统性能的提升。然后实现了采用等增益合并方式的紫外光非视距分集接收通信系统,并用它实现了数据的正确接收。最后,论文第五章对整篇论文进行了总结回顾,并对紫外光非视距通信未来的研究做了展望。

关键词：紫外光分集信噪比 FPGA

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分集编码FH-PSK的性能分析

军事通信技术 1988年第2期 18-22页

作者：邱永红

影响跳频 FH 通信最严重的因素是衰落和部分频带干扰。本文分析了信道上分别存在衰落与部分频带干扰时分集编码 FH-PSK 调制方式的性能,推导了二者的误码率计算公式,给出了误码率在不同参量时的性能曲线,证明了经过分集与编码处理,FH-P... 详细信息

影响跳频 FH 通信最严重的因素是衰落和部分频带干扰。本文分析了信道上分别存在衰落与部分频带干扰时分集编码 FH-PSK 调制方式的性能,推导了二者的误码率计算公式,给出了误码率在不同参量时的性能曲线,证明了经过分集与编码处理,FH-PSK 是一种克服衰落与部分频带干扰的有效措施。在与跳频中常用的 FH-IFSK 和 FH-DPSK 进行性能比较后,得出结论:经过一定的技术处理和解决 FH-PSK 的同步问题后,FH-PSK 可成为抗衰落和抗干扰性能较强的实用调制方式。

关键词： PSK FSK 分集 FH-PSK 平均误码率部分频带干扰窄带阻塞式干扰跳频通信扩频通信