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光通信技术 2017年第8期41卷 44-47页

作者：左红红郭心悦徐伯庆上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验上海200082

通过在传统的SM-OFDM系统中引入自适应调制技术,针对可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统信道的特性提出了一种基于信噪比的自适应空间调制方案(ASM-OFDM)。建立了可见可见光通信实验系统,研究ASM-OFDM方案在VLC实验系统... 详细信息

通过在传统的SM-OFDM系统中引入自适应调制技术,针对可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统信道的特性提出了一种基于信噪比的自适应空间调制方案(ASM-OFDM)。建立了可见可见光通信实验系统,研究ASM-OFDM方案在VLC实验系统中的性能。实验结果证明了所提出的ASM-OFDM方案相比于传统SM-OFDM技术,其频谱利用率有很大的提高。

关键词：可见光通信自适应空间调制正交频分复用信噪比

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MIMO系统中自适应空间调制与天线选择技术的研究

MIMO系统中自适应空间调制与天线选择技术的研究

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作者：仲君山东大学

学位级别：硕士

近年来,无线通信是当今世界最热门的通信科研领域之一。它突破了传统有信通信对物理信道的依赖,使得任何有电磁波存在的地方都能进行通信。然而,随着各种无线通信技术的发展,人们对数据传输速率和系统容量的要求也与日俱增。同时,无线... 详细信息

近年来,无线通信是当今世界最热门的通信科研领域之一。它突破了传统有信通信对物理信道的依赖,使得任何有电磁波存在的地方都能进行通信。然而,随着各种无线通信技术的发展,人们对数据传输速率和系统容量的要求也与日俱增。同时,无线通信领域的频带资源和发射功率的有限性也限制了其发展。此时,一种不需要增加额外的频带资源和发射功率的新技术进入了人们的视野,那就是MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多输入多输出)无线通信技术。MIMO技术突破了传统通信中对收发端天线数目的限制,使发射端和接收端可以设立任意根天线。而空间调制(SM)技术作为一种新型的MIMO技术,白提出以来便成为学者们研究的热点。在传统空间调制技术中,每时隙只有一根发射天线处于工作状态,其余发射天线不发送数据或传输功率为零的数据,输入的信息比特一部分映射到传统的数字调制星座图上,其余的比特映射到空间域的天线序号上。从而,SM完全避免了信道间干扰,也不需要发射天线间的同步性,且通过天线序号携带一部分信息,提高了系统的频谱利用率。但传统的SM技术必须保证发射天线数是2的幂数,这导致了当系统频谱效率增大时,发射天线数目要成对数增长,对硬件的复杂度的要求也相应增大。为了解决以上问题,J.M. Luna-Rivera等人提出一种扩展的空间调制技术(ESM),该技术允许所有天线在同一时隙都能用来发送数据,使发送天线总数与频谱效率间呈线性关系,大大降低了对发送天线数目的要求。但同时,由于多根天线同时发送数据,势必会造成天线间的干扰。本文正是针对以上两种空间调制方案的缺点,提出了一种新型的自适应空间调制方案-混合空间调制(HSM),它结合了最近的自适应技术,同时吸取了SM避免天线间干扰与ESM发送天线数可以为任意整数的优点,因此能更好地适应信道的不断变化。另外,本文将该混合空间调制方法与两种天线选择算法(EDAS与COAS)相结合,进一步降低HSM系统的误比特率。仿真结果表明,HSM分别比SM与后ESM获得1 dB与2 dB的信噪比增益。而将基于欧式距离的天线选择算法(EDAS算法)应用到HSM(即HSM-EDAS方案)后,比HSM方案获得2dB的信噪比增益。本文随后提出一种基于QR分解的欧氏距离混合空间调制方法(RC-HSM-EDAS)保持了穷搜索算法低误比特率的优点,且降低了算法时间复杂度。而将基于容量的天线选择算法(COAS)与HSM方案相结合(即HSM-COAS方案)牺牲了一定程度的系统性能,却大大降低了算法的时间复杂度。

关键词：多输入多输出自适应空间调制天线选择欧式距离频谱效率误比特率

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室内可见光通信中基于随机移动的自适应空间调制算法研究

室内可见光通信中基于随机移动的自适应空间调制算法研究

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作者：郑子楠暨南大学

学位级别：硕士

随着发光二极管(Light Emitting Diode,LED)制造技术日益成熟,使用LED作为发送端配置的可见光通信(Visible Light Communication,VLC)具有兼顾室内照明及通信的功能,引起了海内外学者们的广泛关注。在室内环境中,通常需要配置多组白光LE... 详细信息

随着发光二极管(Light Emitting Diode,LED)制造技术日益成熟,使用LED作为发送端配置的可见光通信(Visible Light Communication,VLC)具有兼顾室内照明及通信的功能,引起了海内外学者们的广泛关注。在室内环境中,通常需要配置多组白光LED阵列作为光源保持足够照明亮度,因此多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术在高速传输的室内VLC系统中具有相当大的应用潜力。然而,在MIMO-VLC技术中,信道间干扰会降低系统性能。因此,消除信道间干扰是MIMO-VLC中需解决的问题之一。为了消除信道间干扰,本文提出了自适应空间调制方案。传统的空间调制通过每一时刻仅激发一根天线消除了信道间干扰,但造成了较低的频谱效率。为了解决这一问题,通过接收端反馈的信噪比自适应地选择不同的调制模式,能够获得更高的频谱效率。考虑到实际环境中,用户是可以在室内随意走动的,本文提出了基于接收端随机移动的模型,推导出了接收端瞬时信噪比的概率密度函数(Probability Density Function,PDF)和累积分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF)。仿真结果表明自适应空间调制方案能够消除信道间干扰,且提高了系统频谱效率。对比其他方案,基于随机移动模型的自适应空间调制能够达到更低的误码率。此外,为了进一步利用接收端反馈的信道状态信息,本文提出了信道自适应空间调制方案。该方案可以通过接收端反馈选择具有最佳信道增益的天线,进一步降低误码率。同时,基于接收端随机移动模型,推导得到了室内信噪比的PDF及CDF的闭合式。此外,根据接收到的信噪比,本文提出了两种自适应方法选择不同调制阶数。仿真结果表明信道自适应空间调制方案能够在误码率和频谱效率之间取得平衡,获得更好的系统性能。

关键词：可见光通信随机移动模型自适应空间调制信道自适应空间调制

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基于毫米波通信系统的自适应空间调制技术研究

基于毫米波通信系统的自适应空间调制技术研究

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作者：刘宇红暨南大学

学位级别：硕士

随着人们对通信速率要求的提高,6G赫兹以下的频谱资源越来越紧张,而毫米波频段频谱资源丰富,可提供更高速率的通信。因此毫米波通信技术引起学术界及工业界的广泛关注。由于毫米波的波长较短,通常采用大规模天线阵列以克服路径损耗过高... 详细信息

随着人们对通信速率要求的提高,6G赫兹以下的频谱资源越来越紧张,而毫米波频段频谱资源丰富,可提供更高速率的通信。因此毫米波通信技术引起学术界及工业界的广泛关注。由于毫米波的波长较短,通常采用大规模天线阵列以克服路径损耗过高、覆盖范围较小等问题。但随着发射天线数的增加,全数字链路成本开销及检测复杂度随之增大。而空间调制被认为是有效解决该问题的技术之一。空间调制技术每次仅需一条射频链路,可极大程度降低发射端成本。由于其还利用天线号这一空间维度携带信息,因而其仍可保持较高的传输速率。由于传统的空间调制技术在符号映射阶段采取固定的调制阶数,未能充分考虑信道状态信息,有损系统性能,因此学者相继提出基于目标传输速率的自适应空间调制技术及基于目标误码率的自适应空间调制技术。由于基于目标传输速率的自适应空间调制技术需要对所有满足目标传输速率的调制阶数组合进行穷搜索以筛选出最优的调制阶数组合,因此计算复杂度较高。而由于基于目标误码率的自适应空间调制技术大多采用均匀线阵,未能充分利用信道的垂直维度以提高频谱效率。针对上述问题,本文共提出三种自适应空间调制技术如下:1.针对基于目标传输速率的自适应空间调制技术的计算复杂度较高的问题,本文提出一种低复杂度的自适应空间调制技术。该技术利用余弦相似性初步缩小天线的搜索范围,再利用QAM的旋转对称性缩小调制符号的搜索范围。仿真结果表明,该技术在误码率增加不多的情况下可降低搜索最优调制阶数组合的计算复杂度。2.针对基于目标误码率的自适应空间调制技术未充分利用信道的垂直维度的问题,本文提出一种采用均匀面阵的自适应空间调制技术。仿真结果表明,在相同信噪比的情况下,该技术可比采用均匀线阵的自适应空间调制技术获得更高的频谱效率。3.针对采用均匀面阵的自适应空间调制技术中对天线误判概率增加的问题,本文提出一种引入天线选择算法的自适应空间调制技术。仿真结果表明,在相同信噪比的情况下,该技术的误码率低于基于均匀线阵的自适应空间调制技术的误码率,且其频谱效率高于基于均匀线阵的自适应空间调制技术的频谱效率。

关键词：毫米波通信自适应空间调制天线选择多输入多输出

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MIMO系统中基于优化门限的自适应空间调制方案性能分析

MIMO系统中基于优化门限的自适应空间调制方案性能分析

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中国通信学会信息通信网络技术委员会2015年年会

作者：邱赛男虞湘宾李洋王莹南京航空航天大学江苏省物联网与控制技术重点实验室南京航空航天大学电子信息工程学院

通过在传统的空间调制系统中引入自适应调制技术,提出了一种自适应空间调制方案,并研究其在瑞利衰落信道下的性能。为了简化系统平均误比特率的计算,利用拟合法得到一个简单的天线序号估计错误概率的近似公式,根据该拟合公式,分别推导... 详细信息

通过在传统的空间调制系统中引入自适应调制技术,提出了一种自适应空间调制方案,并研究其在瑞利衰落信道下的性能。为了简化系统平均误比特率的计算,利用拟合法得到一个简单的天线序号估计错误概率的近似公式,根据该拟合公式,分别推导了自适应空间调制系统的平均频谱效率(spectrum efficiency,SE)和平均误比特率(bit error rate,BER)的闭式表达式。在平均目标误比特率约束下,通过最大化平均频谱效率,利用库恩-塔克条件推导了系统自适应切换门限。利用该优化门限,系统可获得高的SE。仿真结果表明,所推的理论SE和BER与仿真取得较好的一致,而且基于优化门限的自适应空间调制系统在满足目标BER要求同时,可较之通常基于固定门限的自适应调制系统获得高的SE。

关键词：自适应空间调制拟合法门限优化平均误比特率平均频谱效率 MIMO

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一种自适应广义空间调制及其低复杂度算法

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西安交通大学学报 2016年第4期50卷 48-53,67页

作者：刘健伶陈志刚王磊西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

针对广义空间调制(GSM)算法不能充分地利用信道状态信息的缺陷,提出了一种适用于GSM系统的自适应调制算法(AGSM),该算法利用已知信道状态信息,通过最大化空间调制星座点的最小欧氏距离,实现天线组合和符号调制星座的联合优化。进一步提... 详细信息

针对广义空间调制(GSM)算法不能充分地利用信道状态信息的缺陷,提出了一种适用于GSM系统的自适应调制算法(AGSM),该算法利用已知信道状态信息,通过最大化空间调制星座点的最小欧氏距离,实现天线组合和符号调制星座的联合优化。进一步提出了一种低复杂度AGSM算法(LA-GSM),通过减少可选符号调制星座数量,并在传统天线组合集合与剩余天线组合集合中分别自适应选择相同符号调制星座,实现较低复杂度的天线组合和符号调制星座的联合优化,同时兼顾系统空间分集增益。仿真结果表明:在相同系统频谱效率5b/(s·Hz)和6根发射天线条件下,所提的AGSM和LA-GSM算法以一定的算法复杂度为代价,均获得了相比于传统GSM算法更低的误码率性能,特别是在较高信噪比时AGSM算法和LA-GSM算法的误码率分别近似为GSM算法误码率的1/10和1/3;同时,LA-GSM算法获得了低误码率性能与低算法复杂度的较好折中。

关键词：自适应空间调制信道状态信息联合优化天线组合

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