内容概要：本文详细探讨了MIMO无线通信系统中两种关键技术——最大比合并（MRC）和空时块编码（STBC）的性能对比。通过MATLAB 2016b进行仿真，分别展示了两者在不同天线配置（如2x1、2x2等）下的实现方法及其优缺点。MRC通过信道共轭转置实现信号增强，适用于接收天线较多的情况；而STBC采用Alamouti编码，在发射天线有限时表现出色。文中还讨论了两者在不同信噪比条件下的误码率（BER）变化趋势以及混合使用的效果。 适合人群：从事无线通信领域的研究人员和技术开发者，尤其是对MIMO技术和MATLAB仿真感兴趣的读者。 使用场景及目标：帮助读者理解MRC和STBC的工作原理及其应用场景选择，为实际工程设计提供理论依据和技术支持。 其他说明：文章提供了详细的MATLAB代码片段，便于读者理解和复现实验结果。同时指出了一些常见的实现误区和优化技巧，如EbNo转换为SNR时要考虑编码速率等。

摘要：从超宽带UWB技术进行了介绍和分析，并对其调制方式和近期提出的新型高效脉形调制PSM（Pulse Shape Modulation）做出了初步的理论探讨。 关键词：超宽带（UWB） 脉形调制（PSM） 正交改进型hermite脉冲 超宽带（Ultra Wide Band）作为一种新型的无线通信技术与传统的通信方式相比有着很大的区别。由于它不需使用载波电路，而是通过发送纳秒级脉冲传输数据，因此该技术具有发射和接收电路简单、功耗低、对现存通信系统影响小、传输速率高的优点，此外它还具有多径分辨能力强、穿透力强、隐蔽性好、系统容量大、定位精度高等优势。根据FCC的规定，从3.1GHz～10

西南交通大学无线通信链路仿真期末设计

在分析给定文件的内容时，我们可以提取到关于混合波束成形系统以及两阶段波束搜索算法的关键知识点，以及无线通信和波束成形技术的发展和优化方面的丰富信息。 混合波束成形系统是无线通信领域的一项关键技术，特别是它在5G通信系统中扮演着重要角色。混合波束成形技术结合了传统模拟波束成形与数字波束成形的优势，能够在毫米波频段发挥关键作用。毫米波由于其高频特性，能够提供大带宽以满足5G网络的高速数据传输需求，例如吉比特级别的峰值速率。同时，大规模MIMO（多输入多输出）技术能够通过波束成形显著提高信号的定向传输能力，补偿毫米波信号因穿透力较弱而较高的路径损耗问题，进而提升系统频谱效率。 然而，随着天线数量的增加，为了对准精确的波束，搜索过程中的波束对齐变得困难，同时波束的过细和数量的增多会带来指数级的搜索复杂度。在固定子阵结构的波束成形系统中，天线子阵的划分会加剧这一问题。因此，设计和优化一种高效的搜索算法变得至关重要。 本文提出了一种针对固定子阵结构下波束搜索问题的两阶段搜索算法。该算法利用单边搜索模式，逐步确定每个子阵的最佳波束，从而将搜索复杂度从指数级降低到线性关系。通过这种方法，系统性能能够逼近暴力搜索，同时大大降低复杂度，确保了波束搜索结果的准确性。仿真结果证明了该方案的有效性。 该论文由李兆强和刘丹谱合作完成，两人分别来自北京邮电大学网络体系构建与融合北京市重点实验室。其中李兆强是一位硕士研究生，研究方向为毫米波通信和波束成形技术。刘丹谱则是一位教授，研究方向包括网络层视频通信和毫米波通信。他们在论文中详细描述了混合波束成形技术在无线通信领域的应用及其优化，尤其关注了如何通过改进搜索算法来克服毫米波通信中的复杂性问题。 关键词“无线通信”表明了文章的研究背景；“混合波束成形”指出了一种将模拟和数字波束成形相结合的技术；“波束搜索”则反映了通信系统中一个关键的过程，即寻找最优波束以实现有效通信；“固定子阵”则是指在搜索过程中固定划分的天线子阵。 文章提到的引言部分概述了毫米波通信和大规模MIMO技术，这是未来5G系统的核心技术。这两种技术结合波束成形技术能够实现信号的定向传输，提高频谱效率，并且因为毫米波的短波长特性，可以降低天线阵列的尺寸，使其更适合便携设备。 本文所探讨的两阶段波束搜索算法为混合波束成形系统提供了一种新的解决方案，对于提升毫米波通信系统的性能具有重要的实践意义，同时也为无线通信领域的研究者们提供了宝贵的研究思路和实证数据。该研究也得到了包括863项目和国家自然科学基金资助项目在内的多项科研基金的资助，体现了其在学术界和工业界的认可和重要性。

内容概要：本文针对空中集群网络中面临的两大挑战——UAV（无人驾驶飞行器）任务卸载优化和服务质量保障——进行了深入探讨并提出了两种关键机制。（1）基于动态任务负载和无人机（UAV）路径规划优化的计算任务卸载策略，它考虑了UAV位置和运动预测因素来决定何时何地执行计算任务，以便最大限度地减少资源浪费与数据传输延迟；（2）基于不同时间段变化特性设计的大时间尺度和小时间尺度下灵活高效的网络切片资源共享框架，用以维持系统稳定运行及提高整体效能。 适合人群：对于有兴趣研究或者从事无人机动态网络管理和通信优化的技术专家，以及想要进一步探索该前沿课题的学生群体。 使用场景及目标：适用于希望增强无线通信网性能、改善资源利用情况的场景；其主要目的在于降低空中集群系统的通信成本同时提升响应速度和服务水平。 阅读建议：重点在于理解如何应用提出的机制解决实际问题。注意跟随文章脉络，先从理论上把握新方法的设计思路，再看实验部分验证这些想法的有效性和实用性，最好能复现实验以加深理解和掌握关键技术要点。

【低噪声放大器基础知识】 低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）在无线通信系统中扮演着至关重要的角色，特别是在接收模块中。它的主要功能是将接收到的微弱信号放大，同时尽可能地保持信号质量，降低噪声。噪声在通信系统中是一种干扰，会影响信号的清晰度和传输效率，因此LNA的噪声系数（Noise Figure, NF）是一个关键性能指标。噪声系数定义为输入端噪声功率与输出端噪声功率之比，数值越小，表明LNA对信号的噪声污染越小。 【UHF频段低噪声放大器】 UHF（Ultra High Frequency）频段通常指300MHz到3GHz之间的频率范围，这个频段广泛应用于广播、电视、移动通信等多个领域。设计UHF频段的低噪声放大器时，需要考虑以下因素： 1. **宽带设计**：由于UHF频段宽，所以LNA需要有良好的频率响应，能在整个频段内保持稳定的增益和低噪声性能。 2. **匹配网络**：为了确保输入和输出信号的有效传输，匹配网络设计至关重要。它需要使LNA的输入阻抗与后续电路的输出阻抗相匹配，同时降低反射，以减少信号损失。 3. **晶体管选择**：选择合适的晶体管对于实现低噪声和高增益至关重要。在本设计中，选择了安捷伦公司（Agilent）的低噪声高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor, HEMT）ATF-54143，这类晶体管具有低噪声特性，适合高频应用。 4. **负反馈技术**：负反馈可以改善放大器的稳定性，减小输入反射，并有助于平衡噪声系数与输入匹配的关系。在本课题中，采用负反馈设计，使得LNA能在提升增益的同时控制噪声。 【仿真与优化】 在设计过程中，利用Advanced Design System (ADS)这款射频电路仿真软件进行电路设计和优化。ADS可以帮助设计者进行输入、输出匹配电路、偏置电路的设计，并模拟其性能。通过优化电路参数，可以进一步降低噪声系数、提升增益，并确保系统的稳定性。 【实物制作与测试】 设计完成后，使用Protel DXP软件绘制PCB（Printed Circuit Board）版图，进行实物制作。实物制作完成后，需要进行测试和调试，以验证设计的性能。在本案例中，测试结果显示低噪声放大器的功率增益达到23dB，噪声系数约为0.6dB，这表明设计达到了预期的目标。 毕设中的低噪声放大器设计涉及了无线通信的基础理论、噪声测量技术、匹配网络设计、晶体管选择、负反馈应用以及电路优化等多个方面，是一个综合性较强的技术实践项目。这样的设计不仅锻炼了学生的理论知识应用能力，也提升了他们在实际电路设计和调试上的技能。

在本次的“西南交通大学无线通信链路仿真中期课程设计”中，学生将深入学习和实践无线通信技术，尤其是通信链路的建模与仿真。这个项目聚焦于通信工程这一核心领域，通过具体的设计任务，帮助学生掌握无线通信系统的基础理论、关键技术及分析工具。 无线通信链路是无线通信系统中的关键组成部分，它包括发射端、传播环境和接收端。在仿真过程中，我们需要关注以下几个重要知识点： 1. **无线信道模型**：无线信道是无线通信系统中信号传输的媒介，它受到大气条件、地形地貌等因素的影响。常见的信道模型有自由空间模型、对数距离衰减模型、多径衰落模型等，如Okumura-Hata模型和 COST231-Walfisch-Ikegami模型，这些模型对于预测信号的传播特性至关重要。 2. **调制技术**：无线通信中常用的调制方式有幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）等。例如，模拟调制的AM和FM，以及数字调制的BPSK、QPSK和M-ary PSK等。不同的调制方式对信号质量、频谱利用率和抗干扰能力有显著影响。 3. **编码与解码**：错误控制编码用于提高数据传输的可靠性，包括奇偶校验、汉明码、卷积码、Turbo码和LDPC码等。编码不仅可以检测错误，还能纠正错误，确保信息的准确传输。 4. **扩频技术**：扩频通信通过将信号的带宽扩展到远超过信息速率的范围，可以提供更好的抗干扰能力和安全性。常见的扩频技术有直接序列扩频（DSSS）、跳频扩频（FHSS）和时间跳变扩频（THSS）。 5. **多址接入技术**：在多用户环境下，多址接入技术如频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）等，决定了多个用户如何共享同一频谱资源。 6. **信号接收与解调**：在接收端，信号经过放大、滤波后进行解调，恢复原始信息。解调过程与调制方式相对应，如匹配滤波器和相干解调等。 7. **链路预算与干扰分析**：计算发射功率、接收灵敏度、路径损耗、天线增益等，以评估无线通信链路的性能。同时，考虑同频干扰、邻频干扰等，优化通信系统的性能。 8. **仿真工具应用**：如使用Matlab、Simulink或专用的通信仿真软件如QuaDRiGa、VIAVI Wireless System Simulator (WSS) 或Wireless InSite进行仿真，理解并熟练运用这些工具可以大大提高设计效率和准确性。 通过这个课程设计，学生不仅能够了解无线通信链路的基本原理，还能通过实际操作提升动手能力，对通信系统的设计和优化有更深入的理解。在完成项目的过程中，学生们将面临解决实际问题的挑战，培养他们的问题解决能力和创新思维，为未来在通信工程领域的深造或工作打下坚实基础。

《无线通信》一书是Andrea Goldsmith及其合著者所著的经典著作，该书详细阐述了无线通信领域的基础理论、关键技术以及未来的发展趋势。Andrea Goldsmith是斯坦福大学电子工程系教授，长期从事无线通信、信息论和统计信号处理方面的研究，她的工作在无线通信领域具有极高的学术影响力。杨鸿文等人将这部重要著作译成中文，使得更多的中文读者能够接触并学习到国际先进的无线通信知识。 这本书籍涵盖了无线通信系统的设计和性能评估，包括信号处理、通信网络协议、以及实际应用中的物理层和网络层技术。它广泛地讨论了诸如天线设计、多址技术、信道编码、无线资源管理和多径衰落等关键问题。此外，书中还涉及了各种无线通信技术，如CDMA、OFDM、MIMO以及最新发展中的5G通信技术。 Andrea Goldsmith在书中提出了一系列创新的理论和方法，不仅对学术界有着深远的影响，也为工业界的无线通信技术发展提供了重要的理论指导。她深入浅出的讲解方式，使得复杂的无线通信理论变得容易理解，对于通信专业的学生和工程师来说，是一本难得的学习和参考资料。 杨鸿文等译者的翻译工作，让这部英文原著的内容更加贴合中文读者的阅读习惯，同时保持了原作的科学性和严谨性。译本的出版不仅促进了中西科技文化的交流，也为国内通信技术的研究和教育提供了宝贵的知识资源。 书中还探讨了无线通信的未来发展方向，比如认知无线电、机器学习在无线通信中的应用、以及如何构建更加高效和安全的无线网络。这些内容对于研究人员和工程师而言，具有很高的参考价值，为无线通信技术的研究和开发提供了新的思路和方向。 在移动互联网、物联网等技术快速发展的今天，无线通信技术的重要性日益凸显。Andrea Goldsmith的《无线通信》一书，不仅是一本学术研究的必备参考书，也是一本面向工程实践的重要工具书。对于致力于无线通信领域学习和研究的专业人士来说，这本书无疑是一本极具价值的读物。

在无线通信领域，射频收发系统的设计是至关重要的环节，它关系到信号能否高效、准确地传输与接收。射频（RF，Radio Frequency）指的是能够在空间中自由传播的电磁波，其频率范围从几十kHz至几十GHz不等。射频收发系统主要由发射机（Transmitter）和接收机（Receiver）两大部分组成，涉及信号调制、放大、滤波、转换等多个过程。 在设计射频收发系统时，首先要考虑的是信号的调制方式。调制是将需要传输的信息加载到高频载波信号上的过程。常见的调制方式包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及各种数字调制技术，如正交幅度调制（QAM）、频率移键控（FSK）、相位移键控（PSK）等。选择不同的调制方式会影响到系统的频带宽度、传输速率和抗干扰能力。 接下来，设计工作需要关注发射机部分。发射机的作用是将调制后的信号进行功率放大，以满足远距离传输的需要。在放大过程中，为了提高信号质量，需要采取线性放大或非线性放大技术。线性放大器能够保持信号的完整性，但效率较低；而非线性放大器虽然效率高，却可能引入信号失真。此外，发射机中还会使用滤波器以去除不必要的频率成分，避免对其他频段造成干扰。 接收机方面，设计的核心在于信号的接收与恢复。接收机主要由天线、低噪声放大器（LNA）、混频器、中频（IF）处理和解调器等组成。低噪声放大器用于增强接收到的微弱信号，混频器将信号从射频转换到中频，便于后续的信号处理。中频处理阶段通常会包括滤波、放大等操作。最终，解调器将中频信号还原为原始的基带信号。 为了提高射频系统的性能，设计时还应考虑多个技术参数，如系统的噪声系数、线性度、灵敏度、选择性和动态范围等。系统的噪声系数代表了接收机对微弱信号的处理能力；线性度决定了在强信号输入时系统的失真程度；灵敏度则表明了接收机能够检测到的最小信号电平；选择性体现了系统对特定频率信号的选择能力；动态范围则涉及到系统处理强弱信号的能力。 除此之外，现代射频收发系统设计还需考虑集成电路技术的应用，以及对功耗、尺寸、成本和可靠性的要求。集成电路技术可以减小设备的体积和成本，提高系统的集成度和稳定性。同时，设计过程中还需要遵循国际和国家标准，确保设备的兼容性和互操作性。 实际应用中，无线通信的射频收发系统设计还需关注环境因素和具体应用场景，比如在多径效应明显的环境下，设计时就要采用适当的抗干扰技术和信号处理算法，以保证通信的稳定性和可靠性。此外，针对不同的应用，如手机、卫星通信、无线局域网（WLAN）等，射频收发系统的设计还要进行针对性的优化和调整。 无线通信中的射频收发系统设计是一个涉及多学科、多技术领域的复杂工程，需要综合考虑电路设计、信号处理、电磁兼容性、系统集成等多方面因素，以实现高效、稳定的无线通信目标。

在本次西南交通大学无线通信网络仿真的期末课程设计中，学生将深入学习并实践无线通信网络的基本原理、模型和分析方法。通信工程是一门广泛的学科，它涵盖了从信号传输到网络架构的众多领域。通过仿真，学生可以理解并掌握无线通信网络的运行机制，提高其在实际问题中的解决能力。 无线通信网络的基础知识是必不可少的。这包括无线通信的基本概念，如无线电波的传播特性、调制与解调技术以及信道编码。无线通信网络主要由天线系统、发射机、接收机和信道组成，这些部分的工作原理需要有深入的理解。在仿真中，学生可能需要使用像Matlab或NS-3这样的工具来模拟信号在不同环境下的传播效果，研究衰减、多径效应和干扰等因素对通信质量的影响。 无线网络的拓扑结构是另一个关键点。学生需要了解点对点、多点接入（如Wi-Fi）、蜂窝网络（如4G/5G）等不同的网络架构。在仿真过程中，学生会设置和调整网络参数，如基站的覆盖范围、用户设备的分布密度以及频谱资源分配策略，以观察网络性能的变化。 此外，无线通信网络中的协议也是重点学习内容。例如，TCP/IP协议族在无线网络中的应用，包括物理层、数据链路层、网络层和传输层的功能。学生需要理解每个协议的作用，如ARP、IP、TCP和UDP，并在仿真中模拟它们的交互过程。对于无线网络，MAC层的CSMA/CD或CSMA/CA协议以及路由协议（如RIP、OSPF）的实现也非常重要。 再者，无线通信网络的性能评估是课程设计的重要环节。这涉及到吞吐量、延迟、丢包率、覆盖率和能量效率等关键指标的计算。学生需要学会如何在仿真环境中设置合适的性能度量，以评估不同网络配置的效果。 安全性和可靠性是无线通信网络不可忽视的部分。学生需要考虑加密算法、身份验证机制以及抗干扰策略，以确保无线通信的安全。在仿真中，可能会模拟各种攻击场景，比如窃听、欺骗和拒绝服务攻击，以测试网络的安全性。 西南交通大学的无线通信网络仿真期末课程设计旨在通过理论与实践相结合的方式，使学生全面掌握无线通信网络的原理和技术，为未来从事相关工作或研究打下坚实基础。通过这个过程，学生们不仅能够深化对通信工程的理解，还能提升解决实际问题的能力。