《極化空間調製機理與系統性能評估》是依託哈爾濱工業大學，由張繼良擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：極化空間調製機理與系統性能評估
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張繼良
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為一種高能量效率多入多出(MIMO)無線通信技術，空間調製(SM)近年來受到廣泛關注。通過初步理論分析可見，在空間調製系統中引入極化域資源能夠在提升空間調製差錯性能和壓縮天線陣列體積的同時大幅度降低接收複雜度。在現有工作的基礎上，本課題首次提出利用切換髮射天線和極化模式攜帶信息的極化空間調製系統框架。在此基礎上，結合物理層空中接口領域國內外最新研究進展，研究和最佳化能夠有效折衷系統可靠性、頻譜效率、能量效率和接收複雜度的極化空間調製機理。進而，採用矩生成函式法和聯合上界法等技術手段解析研究極化空間調製性能評估技術，為極化空間調製機理研究與配置最佳化提供指導。最終，設計具有極化模式切換功能的高極化隔離、低耦合極化天線陣列，結合現有空間調製測試平台搭建極化空間調製測試平台，在典型傳播環境下對極化空間調製系統開展實測工作，評估實際傳播環境下的極化空間調製性能。
結題摘要
針對高能效高速多天線無線數據傳輸，本文開展了傳統點對點空間調製、點對點極化調製/極化空間調製的單射頻MIMO系統調製解調機理，解析性能評估，實測性能評估等方面的研究工作。 採用矩生成函式法和聯合上界法設計了空間調製系統解析差錯評估性能空間，利用該框架，解析推導了點對點空間調製系統在瑞利信道和匙孔信道傳播環境下的誤比特率閉合表達式。數值結果表明，在匙孔信道下，空間調製技術與傳統BLAST技術和空間分組編碼技術相比具有更高的魯棒性。利用網路分析儀搭建的空間調製系統實測平台在典型室內場景下測量了空間調製系統的性能。測量結果表明，現有瑞利信道模型和Nakagami-m信道模型等理論信道模型會高估空間調製系統性能。在特定無線傳播環境下部署基於空間調製的無線網路之前，需要對該環境的空間系統性能進行實測評估。 提出通過在發射天線端切換線極化、圓極化和橢圓極化攜帶信息的點對點極化調製系統和極化空間調製系統，並給出了最優極大似然極化調製接收機。利用矩生成函式法和聯合上界法解析推導了極化調製系統和極化空間調製系統的誤比特率閉合表達式和二者的分級增益解析表達式。數值結果表明，提出的極化調製系統和極化空間調製系統差錯性能優於傳統雙極化調製系統和雙極化空間調製系統。通過解析誤比特率的漸近表達式，進一步推導了多極化調製系統的分集增益和編碼增益，並在此基礎上基於最小歐氏距離最大準則給出極化調製星座圖最佳化方案。在此基礎上，進一步探討極化空間調製系統在大規模MIMO系統架構下的差錯性能。結果表明，極化空間調製是未來低能耗低複雜度大規模MIMO系統的有力候選方案。
