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高效协作空间调制方案的研究与优化设计
结题报告
批准号:
61771291
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
白智全
依托单位:
学科分类:
F0103.通信理论与系统
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹叶文、马丕明、熊海良、冯瑞、白露、苏英彦、张娜、张琦、任柄安
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中文摘要
空间调制(SM)技术作为一种新的多输入多输出(MIMO)技术,从实现上克服了MIMO系统固有的信道间干扰(ICI)、天线间同步(IAS)等问题,并以较低复杂度改善系统性能和传输速率,其实质是将传统二维信号调制扩展为三维空间调制。典型SM技术仅激活单根发射天线工作,由此消除ICI与IAS,但也使其所获得分集增益受限。此外,SM系统还会受到信道衰落及阴影效应影响,使通信质量下降。协作通信技术可通过共享若干单天线系统天线协作构成虚拟多天线系统,来获得协作分集增益,抵抗信道衰落。本项目拟对协作空间调制技术进行深入研究,首先设计更加灵活高效的SM方案,进一步提高系统性能与传输效率,降低复杂度;继而将协作技术与高效SM技术有机融合,将调制维度扩展到信号、天线、协作中继及其结合,充分利用系统分集增益提高可靠性,并在不同系统性能目标下实现优化设计,为5G无线通信中SM系统的研究应用提供重要理论和技术支持。
英文摘要
Spatial modulation (SM) as a novel multiple-input multiple-output (MIMO) technology overcomes the inherent inter-channel interference (ICI) and inter-antenna synchronization (IAS) of MIMO system and improves the system performance and transmission rate with relatively low complexity. Essentially, SM extends the traditional 2 dimensional signal modulation to 3 dimensional SM. Typical SM technology commonly activates one transmit antenna. Hence, it can eliminate the ICI and IAS. However, the available diversity gain will be affected. Moreover, SM system unavoidably encounters the channel fading and shadow effect which degrade the communication performance. Cooperative communication technology can share the antennas of the single-antenna systems and realize virtual multiple-antenna system, which achieves the cooperative diversity gain and resist the channel fading effectively. In this project, we will make intensive study on the cooperative SM technology. First, we will design more flexible high efficient SM schemes to improve the system performance and transmission efficiency, and decrease the complexity simultaneously. Then, we will merge the cooperative technology with SM organically, further extend the modulation dimension to signals, antennas, cooperative relays and their combination, and take full advantages of the system diversity gains to achieve better performance. Meanwhile, we will design the optimized cooperative SM system based on different performance goals. This project will provide important theoretical and technical support for the research and application of SM system in 5G wireless communications.
本项目主要研究目标即对无线通信中的空间调制(SM)技术进行深入研究,进一步提高SM系统的传输性能和效率,降低系统复杂度。我们研究和设计了更加高效灵活的SM方案,继而将协作中继技术与高效SM技术进行有机融合,充分发挥两者优势,在不同系统性能要求下对系统进行优化设计。首先从高效SM系统设计入手,设计了基于余弦相似度的SM映射方案;基于空间信号分集技术提出了高效的正交空间调制(QSM)方案;通过引入天线分组,完成了基于天线分组和多天线状态的广义空间调制(GSM)系统方案;设计了基于相位旋转的高效SM预编码方案;同时将SM相关研究扩展到可见光通信领域,取得了较好成果。上述相关研究有效提升了SM系统传输可靠性和效率。随后,将SM技术与协作中继技术相结合,设计了基于索引调制的协作SM系统方案;研究了多用户多中继的协作SM系统中的天线选择及中继选择问题;同时设计了多中继的QSM系统方案和鲁棒性资源分配策略,实现了协作SM系统的性能提升。此外,在上述研究基础上,进一步基于凸优化算法等,对设计的高效协作SM方案进行了优化,主要即对比特-天线/中继/符号映射进行了联合优化,并对相关资源分配方案进行了优化。上述研究提高了SM系统及协作SM系统的可靠性和有效性,这为5G及B5G无线通信中SM系统的研究应用提供了重要理论基础和技术支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Energy-Efficient Resource Allocation for Secure Cognitive Radio Network With Delay QoS Guarantee
具有延迟 QoS 保证的安全认知无线电网络的节能资源分配
DOI:10.1109/jsyst.2018.2875835
发表时间:2019
期刊:IEEE Systems Journal
影响因子:4.4
作者:Bai Zhiquan;Ma Liuqing;Dong Yanan;Ma Piming;Ma Yanbo
通讯作者:Ma Yanbo
Design and Analysis of Spatial Modulation Based Orthogonal Time Frequency Space System
基于空间调制的正交时频空间系统的设计与分析
DOI:--
发表时间:2021
期刊:China Communications
影响因子:4.1
作者:Yang Yingchao;Bai Zhiquan;Pang Ke;Ma Piming;Zhang Haixia;Yang Xinghai;Yuan Dongfeng
通讯作者:Yuan Dongfeng
QoS Driven Power Allocation in Secure Multicarrier Full-Duplex Relay Systems
安全多载波全双工中继系统中 QoS 驱动的功率分配
DOI:10.1109/twc.2019.2950009
发表时间:2020
期刊:IEEE Transactions on Wireless Communications
影响因子:10.4
作者:Bai Zhiquan;Liang Sui;Ma Piming;Dong Yanan;Zhang Haijun;Ma Yanbo
通讯作者:Ma Yanbo
DOI:10.12305/j.issn.1001-506x.2021.07.09
发表时间:2021
期刊:系统工程与电子技术
影响因子:--
作者:卜祥燕;白智全;庞珂;郝新红;马丕明;孙健
通讯作者:孙健
Sustainability-Driven Resource Allocation for Energy-Harvesting Powered Device-to-Device Communication
能量收集供电设备间通信的可持续发展驱动的资源分配
DOI:10.1109/access.2019.2924350
发表时间:2019
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:Yin Xiao;Ma Yanbo;Bai Zhiquan;Cui Lin;Zhang Xin
通讯作者:Zhang Xin
基于正交互补码的Chirp超宽带系统的研究与优化设计
  • 批准号:
    61301147
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    白智全
  • 依托单位:
多中继协作通信网络中关键传输优化问题的研究
  • 批准号:
    61072040
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    白智全
  • 依托单位:
国内基金
海外基金