一种基于空频和星座编码的高效编码协作

协作分集可以有效地减轻无线信道衰落、改善无线通信系统性能。针对正交频分复用(OFDM)系统,提出一种高效编码协作协议。该协议将空频编码和星座编码相结合,可以提高频谱效率。推导了该协议的成对错误概率,分析了协作分集性能,给出了多径衰落信道下Viterbi译码器的判决度量计算公式。理论分析与仿真结果表明:新编码协作协议可以获得高频谱效率,用户间信道延迟扩展对系统误比特率(BER)性能影响较小,而上行链路信道的延迟扩展对系统BER性能影响较大。     

天线相关条件下空频码的分集特性分析

已有空频码设计的文献分析了在天线不相关假设下一个MIMO-OFDM系统的最大分集阶数,而在实际系统中,发送端和接收端的天线之间的相关性总是很难避免的,已经有理论分析指出这种天线相关性将最终影响系统容量,但并没有明确指出相关性对系统分集特性的影响.通过一种等效的信号模型,通过该模型将频率选择性衰落信道下系统的分析等效为平衰落信道下的分析,并导出了存在天线相关情况下码字的成对错误概率,并通过对码字成对错误概率的分析给出了存在天线相关情况下系统能提供的最大分集阶数以及码设计的一些特性.     

空时分组编码的MC-CDMA下行链路性能分析

将MC-CDMA和空时分组编码相结合,构建出一种新的MCCDMA系统下行链路方案(ST-MC-CD-MA).该方案利用MC-CDMA中固有的频率分集和空时分组码的空间分集来抵抗多径,提高系统性能.详细分析了该方案的信号变换形式和处理过程,从理论上给出了系统采用最大比合并时的误码率性能.仿真结果表明,在瑞利衰落信道和较多用户条件下,该系统较传统MCCDMA具有明显的性能改善.     

无线传感器网络中的异步协作通信方案

为了改善多跳传感器网络的性能,提出了一种基于三种空间分集技术的异步协作传输模式.该模式是考虑非同步网络传输,多个传感器通过共享天线,形成虚拟多天线发送/多天线接收(MIMO)的协作通信,并利用空时编码、发射天线选择和信号空间分集三种空间分集技术,有效抵制传输信道的衰落,提高了系统的分集增益.通过蒙特卡罗仿真,结果表明,对比传统的单发单收传输模式和异步空时协作传输模式,该传输模式获得了更高的分集增益,提高了系统的性能,从而节省了网络的能量损耗.     

基于BICM-ID的多址接入协同中继系统的性能研究

为了提高联合网络编码调制在多址接入中继系统的上行链路衰落信道下的性能,提出了在中继节点处使用卷积码与16进制正交幅度调制改进集分割映射星座映射方式相匹配的联合编码调制方式,并在基站处设计了相应的迭代译码解调方案。通过衰落信道下系统误比特率的性能渐近限和外信息转移图的分析,证明了在衰落信道下,改进集分割映射在卷积码迭代译码方案下优于传统格雷映射方式。软件仿真结果也证明了在瑞利衰落信道下,改进集分割映射相对于传统格雷映射方法在误码率为10^-5时获得了4 dB的显著性能增益。     

一种基于时频对偶特性的空频多普勒OFDM编码方案

基于时频对偶特性,提出了时变Doppler衰落信道下空频多普勒OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)编码的一种新方案。在时变信道Doppler基扩展(BEM,Basis Expansion Model)模型的基础上,利用时频对偶性及循环矩阵的对角化处理,实现了时变Doppler衰落信道的线性化变换。通过OFDM调制,利用矩阵分块方法对OFDM子载频分块并按块进行复正交编码设计,实现了一般性MIMO系统中的空频多普勒OFDM编码。采用前端星座预处理与空频多普勒OFDM编码级联的方法,从而实现了包括信道Doppler分集在内的系统全分集增益。理论分析及实验仿真表明,新编码方案能稳健有效地对抗信道Doppler衰落,具有更高的频带利用率及更低的误比特率。     

基于行空间映射的连续中继网络预编码干扰消除方案

针对转发放大(amplify-and-forward,AF)模式下双路径连续中继(two-path successive relay,TPSR)存在的中继间干扰(inter-relay interference,IRI)问题,提出了新颖的基于行空间映射的中继干扰消除方案。新方案对源节点信号进行交替行空间预编码,从而将接收期望信号与IRI信号映射到不依赖信道的正交子空间,在未知信道下实现IRI和累计噪声的完美消除,从而消除非理想信道估计带来的剩余自干扰和累积噪声对TPSR性能的影响。在这基础上,推导不同信道估计误差下系统平均误比特率（bit error ratio,BER）的闭合表达式和近似表达式,并通过仿真验证理论推导的正确性。通过对比该方案与传统基于信道估计的干扰消除方案在不同估计误差下的检测性能,表明新方案能够完全消除IRI和累积噪声,有效提升连续中继网络性能。     

基于AF-CDC-OFDM的差分网络编码

在多子载波、频率选择性衰落、双向中继转发信道中提出多中继协作的基于AF-CDC-OFDM的差分网络编码方法。通过多个协作中继的分布式循环延时编码及功率放大处理,两路终端发送的差分编码分组可获得完全的协作分集和频率分集增益。两路终端在检测对方的发送信号之前需要消除自干扰信号,为此,提出基于统计相关的自干扰分量估计方法。仿真结果表明,提出的差分网络编码能够获得完全的分集增益性能,对应的自干扰分量相关统计估计算法在慢衰落信道中与干扰分量完全消除的检测性能相比,仅有0.5 dB的信噪比损耗。     

多通道分组SFBC-OFDM传输方案

空频分组编码(SFBC)结合正交频分多路复用(OFDM)的发射分集方案(SF-OFDM)利用空间分集可以有效克服快衰落信道造成的不利影响,提高系统性能。对SF-OFDM发射分集方案做了简要分析,提出了一种多通道分组SFBC-OFDM发射分集方案。在发射端采用分组结构的SFBC结合OFDM技术,在接收端利用OFDM中子载波选择矩阵进行分组干扰抑制,然后对每一通道SFBC进行传统的空频分组码解码。这种传输方案克服了发射天线数目较大时传统SFBC编码非常复杂的缺点,极大地降低了编码的复杂度。分析和仿真结果验证了该方法的有效性。     

水下跳频通信系统的建模与仿真

水声信道是较为复杂的数据通信信道,为了满足水下安全可靠通信和组网的要求,提出了一种基于跳频技术的水下通信系统方案,建立了系统仿真模型和多径Rayleigh衰落水声信道模型。方案中采用了FH/MFSK调制技术,自适应跳频序列控制,信道纠错编码分别采用RS,卷积码,接收机采用空间分集,跳频序列控制的可控滤波器组以及基于周期图谱分析解码,并通过仿真研究比较了这些技术在水下多径信道中对系统性能的影响。结果表明采用该模型的通信系统水下跳频系统的具有很强稳健性,可以在低信噪比下具有良好的误码率性能。     

基于导频的OFDM信道估计小波核SVM算法

针对传统多径衰落下的OFDM导频信道估计性能低下,地板效应的缺陷,提出了基于导频的小波递归最小二乘支持向量机(WRLS-SVM)时变信道频率估计算法。首先讨论了小波成为核函数的条件,构造了小波核。然后将根据结构风险递归二乘最小化准则回归估计支持向量机原理,把导频训练序列映射到高维空间,并在高维空间采用结构小波核函数,达到了将低维空间的非线性估计转化为高维空间的线性估计的目的。仿真结果表明,在快衰落信道条件下,小波递归最小二乘支持向量机导频信道估计方法可以获得较好误码性能。该方法优于传统的信道插值方法。     

基于LDPC码的BICM系统中的迭代盲信道估计

针对传统基于导频辅助的信道估计方法频带利用率低的不足,提出一种块衰落信道下的迭代盲信道估计算法,该算法基于最大似然估计(maximum likelihood,ML),将译码产生的信息经判决、交织和映射后的符号作为发端的符号估计进行联合迭代信道估计和译码,随着迭代次数的增加,译码输出值更加精确,信道估计值也越来越精确。将之应用到基于低密度校验(low-density parity-check,LDPC)码的比特交织编码调制(bit-interleaved coded modulation,BICM)系统中,仿真结果表明,在对迭代信道估计算法性能的影响上,信噪比与衰落信道的块长之间存在着折中关系,即在低信噪比区域,块长较大时的性能要好于块长较小时的性能,而在高信噪比区域,情况正好相反。     

无信号内干扰的MAMU-CDSK混沌通信系统

针对相关延迟键控(correlation delay shift keying, CDSK)系统误码性能差的缺点,提出无信号内干扰的多进制多用户CDSK(multiple ary multiple user CDSK with no intra signal interference, NISI-MAMU-CDSK)混沌通信系统。该系统能够传输多个用户的数据信息,并将各个用户的数据信息由二进制码元经分组后映射为多进制码元,同时通过编码一组相互正交的Walsh码序列来代替CDSK系统的延迟结构,使得解调时能够消除信号内干扰。推导了在加性高斯白噪声信道和Rayleigh衰落信道中的误码率公式并进行了蒙特卡罗仿真实验。理论分析与仿真结果表明:NISI-MAMU-CDSK系统有效提高了误码性能和传输速率,在混沌通信领域有很好的实际应用价值。     

Nakagami信道基于16APSK的加权信噪比估计算法

自适应编码调制(adaptive coded modulation, ACM)技术是一种提高无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)数据链吞吐量性能的有效方法,信道估计的准确性是决定ACM系统性能的关键因素之一,直接影响UAV数据链的吞吐量性能。首先对Nakagami衰落信道进行分析建模,推导了信号经过衰落信道后的表示方法。其次对Nakagami衰落信道下基于多进制数字相位调制(multiple phase shift keying, MPSK)的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)估计算法进行推导和分析,仿真结果表明三阶矩(third order moments, M3)SNR估计算法比传统的二〖JP2〗阶矩四阶矩(second and fourth moments, M2M4)SNR估计算法具有更好的估计性能。最后,针对Nakagami衰落信道下的现有估计算法对非恒包络调制信号估计性能差的问题,提出了一种适用于非恒包络的16阶振幅移相键控(amplitude phase shift keying, APSK)信号的加权SNR估计算法,该算法利用接收信号的先验信息和信号的阶矩关系进行SNR估计,具有复杂度低,估计精度高等优势。理论分析与仿真结果表明:所提出的算法可以有效地对16APSK调制信号进行SNR估计,且相比于M2M4算法,利用M3信息进行信道估计的加权SNR估计算法具有更高的估计精度。     

基于独立分量分析的DS-CDMA下行信道延迟估计

将独立分量分析方法引入DS-CDMA系统，通过对DS—CDMA信号模型和线性有噪ICA模型的比较，得出这两种模型具有相同形式。因此，提出了一种基于ICA的DS—CDMA下行信道的延迟估计方法。该方法采用固定点ICA算法来估计多径信道的混合矩阵，从而提取信道的延迟信息。仿真结果表明：与匹配滤波检测方法相比，该方法具有更好的性能。     

多接收天线下空时分组码解码算法的研究

针对时变瑞利衰落信道,提出多接收天线下两种新的空时分组码解码算法。由于多普勒频移和载频偏移,引起信道的时间选择性衰落,信道时间选择性衰落引起发送天线间互干扰(intertransmit antennas interfer-ence,ITAI)。所提方案中信道用一阶自回归模型建立,在多接收天线时,通过分集增益合并(diversity advantagecombiner,DAC)后,采用约束置零或cholesky分解的方法移除发送天线间互干扰。最后针对不同变化系数的衰落信道给出计算机仿真结果,结果表明提出的方案表现出了更好的性能。     

基于贝叶斯序贯推理的自适应调制识别算法

提出了一种时变衰落信道下的自适应调制识别算法,设计出一种新的动态状态空间模型,来刻画信号调制方式与时变信道增益的时变特性,并引入一阶有限状态马尔可夫(finite state Markov channel,FSMC)模型来描述衰落信道;基于上述,新算法采用贝叶斯序贯推理法,充分发掘利用了其中所隐含的信道动态相关特性,实现对调制方式和时变信道增益的联合估计。仿真结果表明,新算法性能相比于传统ALRT算法有极大提升,且增加采样点数或者降低多普勒频移值都会使算法性能得到改善。