低延时无线协作视频传输系统中继选择策略

无线视频传输中数据帧长度变化较大,信源数据速率不断变动,根据该特点提出了低延时无线协作视频传输系统。从理论上分析了该系统的延时性能和误码率,提出了系统最小延时传输方案。在该传输方案下,设计了3种不同复杂度的中继选择策略,即穷搜、衍生、排序策略。仿真结果表明:采用系统最小延时传输方案进行视频传输,可以在保证系统延时性能的基础上降低系统误码率。随着可选中继节点数量的增加,系统误码率逐渐降低。3种不同中继选择策略的误码率差距不大。相较于穷搜策略,衍生、排序策略具有更低的算法复杂度,尤其是排序策略的复杂度仅为线性复杂度。     

基于地面中继的卫星通信系统性能分析

研究了基于地面中继的卫星通信系统的上行链路性能,其中用户到地面中继的信道服从Rayleigh分布,而地面中继到卫星的链路服从一般化κ-μshadowed分布.首先得到了放大转发机制下的端到端等效信噪比,使用特殊函数推导了系统中断概率的准确闭合表达式,给出了系统在不同的调制方式下的平均误码率计算公式.最后通过Monte Carlo仿真验证了所推导公式的正确性,并揭示了信道参数和系统参数对基于地面中继的卫星通信系统性能的影响,为实际系统设计提供有益参考.     

贝尔实验室垂直分层空时系统的简化最大似然检测算法

针对贝尔实验室垂直分层空时系统最大似然检测复杂度过高的问题,提出一种简化最大似然算法.该算法利用多维高斯分布逼近干扰加噪声的统计特性,并根据发射天线数和调制阶数来调整待检测发射向量的个数,以减小需搜索的待检测信号向量个数,在复杂度不高的情况下就可达到与最优检测相近的误码性能.仿真结果表明,当发射天线数为4、采用16-QAM调制时,该方案可仅用最大似然算法0.0162倍的复杂度达到与其相近的误码率.     

基于人工噪声和SWIET的安全双向中继通信

针对基于解码转发的对称双向中继网络的安全传输问题,提出一种基于人工噪声干扰和信息、能量同时传输技术(SWIET)的物理层安全传输策略.系统采用两时隙传输方案,能量收集节点利用第一时隙收集的能量发射人工噪声干扰,而用户节点和中继分别通过功率分配技术将目的节点先验已知的人工噪声干扰添加到有用信息中,以降低窃听信道的传输质量.建立双向中继网络窃听信道下联合能量收集和无能量收集节点的两种数学模型,推导基于人工噪声干扰的系统保密容量的数学表达式,分别求解两种模型的最大化系统保密容量下最优功率分配因子,并分析了SWIET技术对系统保密容量的增益.仿真结果表明:对应于不同的窃听节点位置,所提出的联合SWIET技术的方案能使双向中继网络保密性能改善3%~90%,且能量收集节点越靠近窃听节点,系统性能越好.     

一种双向中继系统中的中继处理方案

研究了在放大转发模式下多中继双向中继系统的中继处理方法,提出了一种基于MMSE准则的中继处理方案.在所有中继总发送功率受限的条件下,文中通过拉格朗日乘子法找到能使双向链路的和均方误差最小的中继处理矩阵,且给出了一种减小计算复杂度的简化方法.仿真结果表明,提出的中继处理方案可以获得比其它方案更低的误码率和更高的传输速率.     

双向放大转发中继链路的能效

研究了一个双向数据传输的3节点中继链路,在考虑基带和射频电路功耗情况的同时,利用放大转发中继协议,在误码率小于给定值时分析调制速率对能效的影响.推导了射频电路的最小发射总功耗,以及基带电路功耗与调制速率相关时能效性能的函数表达式.利用数学优化方法解决了构建的优化问题,分析了调制速率对能效的影响,并进行了仿真验证.     

MIMO-AF协作系统中继发射矩阵的优化及性能分析

为了提高MIMO放大前传（AF）协作中继系统的性能,文中提出在中继节点向目标节点发送信号之前,加入优化的发射矩阵.中继节点采用空时码,在发射功率受限的条件下,首先针对目标节点的接收信号运用最小均分误差MMSE准则,定义推导了求解最佳发射矩阵和接收端均衡器系数的优化问题.接着,为了降低解优化问题的计算复杂度,提出了梯度下降的迭代算法.然后通过推导误码率上限,从理论上证明了文中算法的有效性.仿真结果表明,在中继节点设置发射矩阵能够降低误码率上限,用文中方法对发射矩阵进行优化以后,与现有空时码相比,可以有效提高系统性能,且优化算法收敛性好,计算复杂度低.     

协作通信系统中的一种高效分集传输技术

研究协作通信系统中结合空时分组码与频域均衡的传输方案,采用判决反馈与干扰抵消等算法对该方案进行优化. 中继节点对发射信号进行空时分组编码后发送,接收机将收到的信号做快速傅里叶变换处理,再进行空间-频域的联合均衡,最后变换回时域判决,即可得到发送信息的估计结果. 该方案可获取中继提供的协作分集增益,且频域处理复杂度很低. 本文通过判决反馈和干扰抵消等信号处理手段降低均衡过程带来的信噪比损失,提高了该算法在协作通信信道下的传输性能,计算机仿真结果表明,当信噪比为12 dB时,新算法可将原算法的误码率从10-2以上降低到10-3以下.      

采用随机酉矩阵调制的协作分集传输算法

针对分布式空时编码的最大比合并算法(MRC-DSTC)中处理矩阵存在零矩阵的问题,提出了采用随机酉矩阵调制的协作分集传输算法(RU-CD)。在中继节点,该算法首先利用随机生成的酉矩阵对中继节点各个天线上的接收信号进行处理,并通过正交扩频码序列将多个时隙的信号线性合并,随后再通过共轭处理使得中继发送的信号仅占用2个时隙传输;在目的节点,该算法可以利用复信号特性进行解码,实现发送信号实部和虚部的独立解码,因而降低了解码复杂度。仿真结果表明,在系统具有单中继节点以及2个中继节点的条件下,RU-CD算法分别比MRC-DSTC算法的误比特率降低了3dB和5dB左右。     

民用航空卫星通信系统中的信道编码技术研究

民用航空卫星通信系统以卫星为中继站,使用机载设备将机上语音及数据信息转发到地面航空网络。民用航空一般使用铱星系统和海事卫星系统传输语音及数据信息。随着民用航空的发展,卫星通信不仅用于前舱安全通信,后舱的非安全通信也依赖卫星通信。在卫星通信中,受到自由空间损耗、噪声、多径、多普勒频移等影响,信号会出现较大的畸变,在功率受限的情况下,需要采用较强纠错能力的信道编码方法来信号降低误码率。该文主要介绍了适用于民航卫星通信系统的信道编码方案,并给出了卫星通信信道下的误码率性能。