基于合并网格路径构造的超正交空时网格码

研究了超正交空时网格码和超准正交空时网格码的网格图特性,提出了一种基于合并网格传输路径的超正交空时网格编码方法.新方法研究了2×2正交空时分组码和4×4准正交空时分组码之间的结构关系,并利用2-TCM编码器构造出可用于4发射天线条件下的满速率、超正交空时网格码;并将2×2正交空时分组码矩阵结合星座图旋转的方法,使得新方法在获得高的编码增益同时,获得满分集增益.实验结果表明,在相同的条件下,新方法获得的编码增益比现有的基于4发射天线的超准正交空时分组编码方法提高2dB以上.     

用于多天线通信系统的自适应波束形成与空时块码相结合方案

针对多天线通信系统,提出了一种将自适应波束形成(ABF)与空时块码(STBC)相结合的下行链路发射方案.首先基于STBC所产生的等效加权加性Gauss白噪声(AWGN)信道模型,求得接收平均信噪比(SNR)最大化条件下的发射端自适应波束形成权矢量.接着以常用的3大类调制方式下的误符号率(SER)上界为准则,设计出各个波束间的最优功率分配算法.该发射方案实际上是对应于信道自相关矩阵的特征波束形成,同时结合空时编码以获得分集增益,从而提高无线通信下行链路的性能.此外,基于矩生成函数(MGF)和Gauss-Chebyshev积分,还提出了一种简单而精确的数值计算方法,用来分析采用新方案的通信系统在常用调制方式下的性能.最后计算机仿真结果验证了新方案的性能优于常用的空时块码和现有相关文献上介绍的方法.     

多基站多用户MIMO系统下行链路基于准最大化和速率预编码和功率分配的双层交替迭代结构

在多基站多用户MIMO系统中,最大化和速率（magimi。ingsum-rate,MSR）预编码是一种线性预编码,但是无闭式解．本文提出了一种交替迭代结构的准最大化和速率（Quasi—MSR）预编码方案来迫近MSR,将MSR的求解问题转化成最大化二次分式函数的乘积,并且设计了一种单接收天线用户环境下基于最大化和速率准则的低复杂度交替网格搜索功率分配alternatina grid search power allocation,AGSPA）方案．在此基础上,本文又提出了基于Quasi-MSR和低复杂度AGSPA的双层交替迭代结构（alternatingiterativestructure,AIS）．仿真结果表明：考虑大尺度衰落和天线相关性时．AIS结构在和速率性能上明显优于4种典型的预编码算法（最大化信泄噪比、块对角化、最小均方误差与速率最大化）．     

一种新的多极化星载SAR工作方式研究

将多极化星载SAR系统与距离向数字波束形成技术相结合,提出了多极化星载SAR"空分+码分"工作方式.在"空分+码分"工作方式下,发射信号时,在一个脉冲重复周期内首先水平极化天线发射子脉冲,为水平极化的正线性调频斜率线性调频信号,延时一定时间后,垂直极化天线发射子脉冲,为垂直极化的负线性调频斜率线性调频信号,实现码分;接收信号时,方位向和距离向多孔径同时接收,利用距离向数字波束形成分离出前后脉冲所对应的各极化回波分量,实现空分.该系统脉冲重复频率等于单极化SAR系统脉冲重复频率,同时距离向使用数字波束形成技术有效降低了距离模糊.文中分析了主要系统参数,包括脉冲重复频率、孔径间发射脉冲延时、模糊度,并与传统单极化SAR进行了比较.仿真结果表明多极化星载SAR采用"空分+码分"工作方式是可行的,并具有较好的特性.     

多用户MIMO下行系统中的仿射投影解码方法

针对多用户下行MIMO系统,基站端有M根传输天线,用户端有1根接收天线的情况,该文提出了一种名为仿射投影译码器的译码方法.该方法采用对角空时码,在发送端不知道信道状态信息的情况下同时给所有用户发送信息.应用仿射投影技术,用户端可以完全地消除用户间的干扰.该文还对这个新译码器的性能,包括可达速率域和自由度进行了分析.最后,仿真证实了分析结果.     

双星座空时调制

在下一代移动通信中，天线数和移动速度的增加都将导致实时信道估计难以实现．因而能避免信道估计的差分空时调制(DSTM)与酉空时调制(USTM)成为近两年通信领域的研究热点之一．提出一种提高频带利用率的调制信号设计的新思路，并从理论上导出一种新的调制方式一双星座空时调制(DCSTM)．DCSTM将USTM和DSTM有机地融合，融合后的调制可由查码表完成，复杂度低．作为DSTM和USTM的推广形式，DCSTM保持了USTM的传输可靠性和调制信号可被非相干解调的优点，并在频带利用率，调制解调复杂度，适用范围，对多速率信号的适应性等若干方面有明显提高．仿真结果证明理论分析和给出的设计是有效的．     

联合状态差分检测方法及其在超宽带无线通信系统中的应用

首先提出差分编码器输入输出联合状态的概念，并设计出一种递归的网格图化简方法，实现了最大似然意义下的多符号联合差分检测．随后在此基础上，对衰落信道提出一种迭代检测结构，并将其应用于超宽带无线通信系统．仿真表明，在单位符号检测复杂度不变的前提下，检测性能可任意逼近多符号非相干差分检测的理论极限，并可有效地应用于实际通信系统中．同时它为各种类似的无记忆噪声中有限状态Markov过程的状态序列估计问题提供了一种新的解决方法．     

基于满分集空时分组码的非相干空时码设计

基于满分集空时分组码，提出了一种可获得满代数分集的非酉非相干空时编码方案，通过将其“等效”为酉空时码，对该编码的误码性能进行了优化．同时，通过充分利用文中编码方案的结构，提出了复杂度较低的分组广义似然比检验GLRT（generalized likelihood ratio test）解码算法，与现有酉空时码相比，仿真实验表明，此方案虽在信噪比方面略有损失，但其频谱效率较高，且GLRT分组解码算法能够对复杂度和性能进行较好的折衷。     

Rayleigh快衰落下子块正交的单载波分段频域均衡系统

本文研究了快衰落下单载波分块传输(SCBT)系统中频域线性均衡(FDLE)的方法.首先,提出了块内分段静态的信道近似模型,在此基础上推导出两正交子块的频域均衡方法,随后推导出两径情况下,两子块系统频域均衡适用的信道条件.仿真表明,在信道满足条件时,子块正交的分段频域均衡方法可以在保持单载波频域线性均衡(SC-FDLE)高效、低复杂度的同时,提高系统对抗多普勒效应的能力.     

多天线放大转发中继系统基于MMSE的重传预编码设计

针对多天线放大转发中继系统,本文提出了一种基于MMSE的新的重传预编码方案,把重传预编码设计问题分解成两个子问题:离散的信道配对和连续的联合源、中继功率分配问题.最优的信道配对需要遍历所有信道配对方式,对于每一种配对方式,联合源、中继功率分配问题是一个多参数非凸的优化问题,本文提出了一种获得该问题最优解的算法和一种次优迭代功率分配算法,此种通过遍历信道配对获得最优重传预编码的方案计算复杂度较高.本文证明了在一跳信道信噪比趋于无穷时,最优的信道配对是使之前的子信道增益和当前另一跳信道奇异值大小排列顺序相反,进而提出了一种简化的信道配对方法.仿真结果表明,简化的信道配对和迭代功率分配算法性能均接近最优.本文所提出的重传预编码与已有的预编码相比,能获得明显性能提升.     

酉空时码的成对差错概率及其Chernoff界

相对于经典空时码,酉空时码是一种无需信道状态信息的适合高速移动环境的空时码,对提高和改善无线通信有效性和可靠性具有重要意义.成对差错概率是衡量通信系统可靠性的一个重要参数,然而,现有文献中只给出了成对差错概率的最终结果,并利用不等式放大得到Chernoff界,方法不具一般性.文中根据二元检测的一般思路,从以两个发射符号为条件的接收符号概率密度函数的对数似然比出发,利用矩生成函数得到酉空时码成对差错概率准确值的留数表达式及其Chernoff界.通过计算机实验,对所提出方法性能进行仿真比较,对酉空时码成对差错概率的Chernoff界进行了验证.     

一种基于正交空时分组码的非酉的线性预编码优化方案

本文提出一种新的基于正交空时分组码的非酉的线性预编码优化方案.针对正交空时分组码的特殊结构,从特征空间角度深入研究,进一步发掘信号传输潜力,证明了新提出的理论优化设计相较于过去方案的优势.在传统的酉的基于弦距离的Grassmann码本设计基础上,对预编码码本进行非酉化改进,在有限反馈的意义下实现综合性能的进一步提升.同时,给出并论证了该方法保证系统满分集时对码本大小的约束条件.另外,为了降低天线空间相关性对系统性能带来的恶化影响,在前面的研究基础上,提出一种融合"注水"的预编码码本生成方法.该方案的综合性能优势在仿真中得以验证.     

HSDPA系统中的Turbo迭代均衡

为了提高第三代移动通信系统增强技术HSDPA的性能, 提出了一种Turbo迭代码片均衡接收机结构. 该接收机主要由码片均衡器, 软入软出（SISO）的多码道检测器与Turbo解码器构成. 码片均衡器对信道进行均衡参与第一次迭代, 其后的每次迭代中, 检测器输出的外信息作为解码器输入的先验信息, 而解码器输出的外信息则作为检测器输入的先验信息. 计算机仿真表明Turbo迭代均衡接收机性能明显优于传统的接收机.     

协同多点传输中迫零预编码和天线选择技术

MIMO无线传输技术极大地提高了系统的容量,在实际通信系统中,整个网络是一个干扰受限的系统,小区间干扰对MIMO系统传输的影响是显著的,每个相邻小区的基站天线都可以看成一个干扰源．由于基站端数据处理能力的提升和回程容量的增加,多个小区协同多点传输技术引起了人们的广泛关注．目前的大部分工作都是集中于研究系统的容量（吞吐量）,而在实际系统中,每个用户的接收等效信噪比（即公平性）对系统的性能如误帧率等有重要的影响．对于每个用户为单天线的情形,研究了总功率受限和每天线功率受限下采用迫零预编码的系统容量和公平性．对两种功率约束条件下的公平性进行了分析,得到了公平性算法的闭式表达式．当每个用户为多天线的情形,为了降低计算的复杂度,引入了信道范数最大的接收天线选择算法,把每个用户为多天线的情形转化成等效的每个用户单天线情形,推导的每用户为单天线的公平性算法仍然适用．仿真结果显示,采用迫零预编码的多小区协作可以使系统性能显著提升．在相同的迫零预编码下,不同的功率分配策略对系统的容量和公平性有显著的影响．和用户为单天线相比,采用天线选择算法可以提升系统的容量和公平性．考虑了用户公平性时的吞吐量和最大系统吞吐量之间的折中关系,并给出了仿真结果．     

MISO时变信道中非理想反馈下波束成形的容量界

在无线多入单出(MISO)系统中,若发射机能通过接收机的有限反馈获取信道信息,则可采用简单的波束成形技术实现发射分集增益和阵列增益.已有的相关研究大多包含块衰落信道、准确信道估计或无反馈延迟等理想假设.本文考察了更为实际的存在信道估计误差和反馈延迟的Jakes时变MISO信道,推导了其遍历容量的上下界,并进一步在给定归一化反馈比特数条件下,根据容量下界求出了最优帧长.数值和仿真结果表明,容量的上下界较紧,信道估计误差或反馈延迟均会降低容量界,且最优帧长能使容量下界取得最大值.     

分布式MIMO-OFDM系统训练序列设计及时频同步方案

在分布式MIMO-OFDM系统中,不同收发天线对之间信号的时间延迟和频率偏移均不相同,因而同时估计各个收发天线对之间的定时和频率偏移是分布式MIMO-OFDM系统同步最具挑战性的部分之一.本文通过在时域对各发射天线的本原训练序列用具有良好互相关的伪随机序列加权,提出了一种适用于分布式MIMO-OFDM系统时频同步的新的训练序列及相应的时频同步方案.它首先利用伪随机加权序列的良好自相关和互相关性特性以及本原训练序列的分段共轭对称性估计各收发天线对之间的定时偏移,然后利用本原训练序列中的重复短序列进行迭代频率偏移估计.理论分析与仿真结果表明,相比传统方案,该方案不仅能够更好地估计出所有收发天线对之间的定时偏移,而且还能够同时估计出所有收发天线对之间的频率偏移.     

基于SIAR体制的单基地MIMO雷达方向综合及测角性能分析

针对同时辐射多载频的正交信号、收发天线稀布且不共用的单基地MIMO雷达,以及在低仰角目标回波存在多径现象的情况下,提出一种基于SIAR体制的单基地MIMO雷达的方向综合方法,即综合利用MIMO的发射天线和接收天线孔径,在方位和俯仰两维数字波束形成（DBF）;并结合多载频工作的MIMO雷达,研究了基于多径相干信号分离的面阵广义MUSIC算法．该方法将发射天线、接收天线的相位延迟同时补偿,在接收端对发射波束进行两维方向综合,提高了雷达的角分辨力和测角精度;并通过降维处理减少了运算量．最后给出了多径情况下,单基地MIMO雷达方位、俯仰二维角度估计的克拉美·罗界（CRB）．计算机仿真证实了该方法的有效性．     

基于棋盘分割插值的多描述视频编码

为了提高恶劣信道上视频传输的鲁棒性, 提出了一种基于棋盘式分割插值的多描述视频编码算法, 即将输入图像按照棋盘模式分割并插值形成两路相同分辨率的近似图像, 并对这两路近似图像进行独立的运动预测、补偿和编码. 使用这种编码算法, 接收端可以在同时收到两路描述时得到相当好的重建图像质量, 而在由于误码或丢包等使其中一路描述丢失或受损时也能得到可以接受的重建图像质量. 此外, 编解码器之间的不匹配可以通过对两路描述之间差信号的部分编码得以有效的控制. 在双向通信应用中编码器还可以根据反馈信息来主动跟踪解码器的状态从而消除误差积累. 由于充分利用了分块DCT编码所固有的块间相关性, 该算法与同类算法相比具有更好的冗余率失真性能. 模拟实验表明, 该算法在保持较高压缩效率的前提下, 具有很好的鲁棒性, 在高误码信道上相对于传统的单描述视频编码可以得到更为稳定的重建图像质量, 并且编解码器之间的不匹配和误差积累都得到了有效的控制.     

广义正交信号理论及其应用

传统的正交信号用于码分多址（CDMA）通信系统时，由于多址接入时延和信道多径时延影响，信号间的正交性将不可避免地因相对时称而受到不同程度的破坏，从而严重影响通信性能，降低系统容量。作者提出的广义正交新概念，使得信号之间可以在一个区域内正交，而不是传统的单点正交，基于这一概念，可以构造出适用于准同步CDMA（QS－CDMA）通信且性能优异的广义正交扩频码本文阐述了这一广义正交新理论，给出了相应的广义正交信号设计和理论界，并讨论了在QS－CDMA通信系统中的应用。     

OFDM无线通信系统的时间和频率同步误差分析

由于无线信道的时变性、频率选择性、加性噪声以及发送和接收端晶体振荡器频率非一致性的影响，实际的OFDM系统中总存在时间和频率同步误差．定义了归一化干扰功率(NIP)来研究这两种误差对系统性能的影响．在此基础上，我们首先推导出：(1)由时间误差产生的NIP公式和它的两个上界；(2)由频率同步误差产生的NIP公式和它的两个上界，这两个界比Moose上界更逼近实际NIP值．然后，通过在典型短波和中波信道的仿真进一步验证了这些界的有效性和正确性．这些界有助于通信工程师在实际应用中在给定NIP值的条件下选择满足系统要求的时间和频率同步算法．同时，还提出一种新的方法以减少OFDM系统对时间同步算法的精度要求，该算法能实现时间同步精度和频谱利用率的有效平衡．