《基於物理熵和信息熵的通信研究》是依託北京大學，由焦秉立擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於物理熵和信息熵的通信研究
- 項目負責人：焦秉立
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
科學研究中, 熵概念由熱力學引入,它完美地解釋了微觀狀態數與巨觀現象的聯繫。隨後的研究得到了熱力學第二定律。至1929年，Szilard最終將熱力學擴展到物理信息熵。此後發展的信息熵（Shannon,1942），成為描述信息量的方法,並轉變為純數學概念。.熱力學熵和信息熵理論分別成為推導一個系統能量效率和信息傳輸效率的基礎，這也就聯繫了熱現象與通信現象的本質。本研究將無線通信系統存在的大量隨機因素，歸結於系統隨機狀態數，如：信息隨機性、信道狀態隨機性、各種資源使用隨機性，多天線輻射隨機性等。在這些物理隨機事件中，提取信息熵，以探索通信系統中物理熵與信息熵的聯繫，以熵理論為基礎，研究頻譜效率和能量效率的系統模型，據此，探索綠色通信的基本問題。
結題摘要
熱力學熵和信息熵理論分別成為推導一個系統能量效率和信息傳輸效率的基礎，這也就聯繫了熱現象與通信現象的本質。本研究將無線通信系統存在的大量隨機因素，歸結於系統隨機狀態數，如：信息隨機性、信道狀態隨機性、各種資源使用隨機性，多天線輻射隨機性等。在這些物理隨機事件中，提取信息熵，以探索通信系統中物理熵與信息熵的聯繫，以熵理論為基礎，研究頻譜效率和能量效率的系統模型，據此，探索綠色通信的基本問題。 具體而言，從提高信息熵的角度出發，我們提出了一種結合空域調製的多天線全雙工技術，稱為空域調製全雙工。通過過在全雙工節點上設定收發天線選擇開關，可增大信道容量和增強系統的穩健性。仿真結果表明，一方面，空域調製全雙工總是優於普通全雙工：另一方面，在信道相關性比較大而且信噪比髙的時候，空域調製全雙工能夠超 越MIMO半雙工。更為重要的是，在獨立衰落的信道環境下，髙信噪比下的空域調製全雙工的1%中斷容量可以比MIMO半雙工的大。 另外，我們研究OFDM系統同頻干擾分布特性，提出了一種通過修改信道解碼置信度函式，以減小同頻干擾帶來的影響的方法。這是一種針對OFDM系統同頻干擾的抑制的新方法。我們目前對干擾的處理往往是將其視作高斯白噪聲。通過分析和仿真的手段，我們發現OFDM系統在給定資源塊信乾噪比的情況下，干擾的分布並非 服從高斯分布。由此提出了通過獲取OFDM干擾的統計分布，替代高斯分布進 行最大似然解碼計算的方法，研究結果表明該方法能夠獲得較大的解碼增益，可以有效抑制干擾帶來的不良影響。
