基于空时分组编码的协作分集及其协作用户选择

对基于空时分组编码的协作分集系统进行了研究,讨论了时分双工协作模式、大尺度路径损失和阴影衰落对于系统的分集增益、中断概率和系统容量的影响,并在此基础上讨论了对于协作用户的选取准则和难易程度.性能分析和数值仿真表明,基于空时分组编码的协作分集系统是可行的.     

一种用于下行传输的特征波束发射分集方案

发射分集要求不同发射天线的信道衰落是相互独立的,而作为智能天线核心技术之一的特征波束形成则需要利用发射天线之间的相关性来实现,它可以将衰落相关信道转换为相互独立的衰落信道。将发射分集技术和特征波束形成技术相结合,研究了一种用于下行传输衰落相关信道的发射分集实现方案。利用空域协方差矩阵的特征矢量作为空时码矩阵的加权因子,即利用相互正交的特征波束来承载空时码。载有空时码的特征波束可以选择空间能量最集中的方向发射信息,从而提高了发射分集在衰落相关信道中的传输性能,降低了系统实现的复杂度。     

空频分集MIMO-OFDM系统的DFE-SDR算法仿真

研究了空间频率分集MIMO-OFDM系统的DFE-SDR译码算法,提出了一种能充分利用空间分集、空间复用、频率复用增益,且能对抗时间选择性和频率选择性衰落的空时频率分集MIMO-OFDM系统,结合判决反馈均衡(DFE)以及半定松弛检测(SDR)的优点,经过推导得到一种应用在空时频率分集MIMO-OFDM系统的DFE-SDR检测方法,该算法能同时得到较理想的系统性能和算法复杂度.根据该算法给出了具体的系统仿真分析过程,证明该算法与DFE检测算法相比,误码率性能得到了较大提高,是一种有实用价值的译码算法.     

基于线性分散码的放大前传协作分集研究

线性分散码空时协作分集系统与传统的正交分组空时码协作分集系统相比,前者的性能在高速率情况下要好于后者.提出了两种基于线性分散码的放大前传协作分集方案.两种方案的主要区别在于中继端的噪声是在线性分散码编码之前还是之后引入的.首先通过理论推导证明了两种方案的误码率性能相同,然后对两种方案的特点进行了分析,指出一种方案较另外一种方案相比,具有较低的中继端和协议复杂度,但是在协作的信息传输第一阶段的速率较低.最后通过蒙特·卡罗仿真验证了理论上的推导.     

基于反馈的分集复用多天线系统折衷判决算法

以往针对多天线系统的研究多侧重于分别采用分集或空间复用的工作方式,来提高系统可靠性或传输速率,但这样往往导致另一种增益的损失.为此将二者联合考虑,提出一种闭环多天线系统的最优分集复用切换判决准则,并进一步给出了低复杂度次优判决算法.给出了多天线系统的误码率近似边界,并以最小误码率为准则推导出了分集与复用工作模式的折衷判决关系,在发射端根据反馈信息采用不同工作方式来满足系统的要求.所提算法具有较低的计算量,性能与最优算法相近,可根据信道实时状态来选择不同的工作模式,满足无线通信系统实时性和快速性的要求.仿真结果验证了所提算法的优越性和可行性.     

多天线系统中BLAST算法和STBC算法的结合

提出了一种BLAST与STBC结合的算法,本算法适用于所有接收天线大于等于发射天线数的天线阵列.对于STBC的发射矩阵,每次只传榆矩阵的一行,在接收端对已接收的每行数据都进行检测.如果解码成功,发射端则停止发送矩阵数据;如果失败,就继续发射下一行.这样在发送第一行时等效于发送BLAST,可以获得空间复用增益,而在传输完最后一行时是完整的STBC,可以获得空问分集增益,在中间状态则可以获得部分的分集增益和部分的复用增益.本算法结合了BLAST和STBC的优势,相对于BALST算法有更低的误码率,而相对于STBC算法则有更高的传输速率.分别对基于正交空时码和准正交空时码的推荐算法进行了仿真,仿真结果支持了理论分析的结果.     

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.     

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。     

多用户MIMO系统中结合天线选择的协同差分空时传输方案

针对多用户多入多出(MIMO)系统中存在部分信道估计困难的情况,提出了一种新的协同差分空时传输方案。在此方案中引入了一种简单的自适应放大转发中继协议,该协议在中继节点结合了接收选择合并和发送天线选择,仅需要部分信道状态信息(CSI)。得出了最大似然差分检测方法,分析了系统的成对码字差错概率(PEP)性能。仿真结果显示,在相同收发天线数、功率及频谱效率条件下,所提方案比点对点MIMO系统中的差分传输方案获得了更高的分集增益和更好的误比特率(BER)性能。且在高信噪比情况下,还优于采用相干检测的非协同Alamouti传输方案。     

MIMO系统中基于斜投影的盲空时多用户检测算法

针对多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)的码分多址(code division multiple access, CDMA)系统,提出了一种基于斜投影的盲空时多用户检测算法。该算法结合MIMO系统的空间分集技术与Alamouti空时分组码 (space time block coding, STBC)方案,自适应地跟踪干扰子空间和多天线信道,在此基础上对接收信号进行斜投影抑制多址干扰(multiple access interference, MAI),解决了传统的基于子空间的最小均方误差(minimum mean square error, MMSE)盲空时多用户检测算法收敛速度慢和强干扰的情况下稳态性能低的问题,提高了多用户检测的鲁棒性,且计算复杂度较低。仿真结果表明该算法的有效性。     

面向多源多目标协作网络的中继选择方法

在多源多目标无线网络中采用最佳中继协作方法时,多个通信对有可能同时选择同一个节点作为最佳中继来进行协作传输,从而导致最佳中继冲突问题,进而对系统的协作性能产生严重影响。为了解决这一问题,提出了两种低冲突的中继选择方法,并将其扩展至功率可分配场景;同时,还提出了一种支持功率分配的分布式选择方法。仿真结果表明,所提方法在保证系统分集增益不变条件下,相比于已有方法,显著降低了中继冲突情况发生,改善了系统协作效果;并在性能接近于最优方法的前提下,有效降低了中继选择方法的复杂度。     

CWNs中机会协作传输策略及其差错性能分析

在主用户和感知用户共存的认知无线网(cognitive wireless networks, CWNs)中,针对如何在保证主用户有效传输的同时满足感知用户无线业务通信要求的问题,提出了一种基于频谱感知的机会协作传输策略。在瑞利衰落信道下对所提方案进行理论分析,给出了协作传输与非协作传输策略下平均误比特率的解析表达式,理论分析和仿真结果表明,相对于传统非协作传输而言,机会协作传输策略的差错性能得到明显改善。     

无线传感器网络中基于分簇的协同传输协议

提出了一种基于分簇的无线传感器网络协同传输协议,分析了其传输效能和对网络吞吐量的改善,继而得出了该协同传输协议的适用范围。该协同传输协议特别适用于有可靠、高速的数据传输要求而信道环境不佳的无线环境,恰当地使用该协议能够提高传感器节点的传送效能,节省网络能源,并且能很好地提高网络吞吐量。最终通过仿真验证了上述结论。     

无线传感器网络链路统计特性研究与应用

无线传感器网络通信的动态、易损耗特性为可靠自组多跳的网络设计带来了很大的挑战。路由决策需要动态获取链路连通统计特性以获取传输可靠性。提出了一种无线传感器网络传输模型，以及—种实时链路质量预测机制；扩展NS2的功能，设计实现了一种无线传感器网络模拟平台；利用该软件提出了一种基于链路状态的定向扩散路由协议（LSBDD）；仿真实验运行结果评价了提出的链路质量预测机制的性能，证明了该网络模拟软件的有效可行性，并且验证了LSBDD的可靠性、能源有效性、以及可扩展性能。     

基于STBC的双层预编码MIMO系统

提出一种结合空时分组码(space-time block coding, STBC)与双层预编码的方法。建立了基于STBC的双层预编码多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统模型,给出了预编码赋形权矢量的构造方法,利用预编码形成的两个虚拟子信道同时传输两个数据流,同时结合Alamouti STBC构成混合编码,带来分集增益;针对STBC双层预编码系统设计了一种低复杂度的译码方法。理论和仿真结果表明,新系统可以同时带来分集增益和复用增益,有效提高系统信道容量,与通常的MIMO系统相比,误码性能得到明显改善。     

多源多目标网络下基于包聚合的选择协作方法

针对实际应用中广泛存在的源-目节点不等的无线传感网,提出一种基于包聚合的选择协作方法,以提升传输可靠性。首先,通过建立源-目节点间的关联矩阵将多源多目标传感网分解为多个多源单目标传感网;其次,将包聚合策略引入协作传输中,对多源单目标网络实施基于包聚合的选择协作通信;再次,考虑传输顺序对各源节点的影响,将3种调度方法引入选择协作方法中;最后,在保证系统传输可靠性的前提下,为方便系统的多目标优化,提出了3种中继选择策略。仿真结果表明,所提选择协作方法不仅能提高系统传输可靠性且能满足不同的网络需求。     

基于OFDMA的无线协作多播网络资源分配算法

在传统的无线多播传输中,多播组的系统性能受限于多播组内的最差用户的信道质量。为了克服多播组的系统性能受限的问题,将协作传输引入到基于正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)的无线多播网络中,并提出了在总传输速率受限的情况下,最小化总传输功率的动态资源分配算法。为了减少计算复杂度和保障公平性,提出了协作公平子载波分配算法(cooperative fair, CF)和迭代注水功率分配算法。仿真结果显示,在多播组的用户中进行协作传输的系统性能,要远高于采用传统多播直接传输的性能,并且所提算法也在保证系统性能的同时,实现了多播组间良好的公平性。     

基于李雅普洛夫优化的TRAN-SWIPT能效安全传输方案

针对无线通信能量受限设备安全问题,提出了采用时间反演和人工噪声的无线协能传输方案(time-inversion and artificial noise simultaneous wireless information and power transmission ,TRAN-SWIPT),来提高能量受限无线供电网络的保密性能。该方案在多天线源处应用时间反演(time reversal,TR)技术,利用TR技术的空时聚焦性,使得无线信号聚焦到目的地,增大无线能量收集;此外,在能量受限的目的地采用能量收集和自干扰人工噪声操作,以延长设备使用寿命以及混淆窃听者;最后,通过李雅普洛夫(Lyapunov)算法优化时间分配因子、发送端发送功率和自干扰人工噪声发送功率使保密速率达到最大。通过理论分析与仿真证明了所提方案的能效性与保密性。     

基于STBC技术的DCSK通信系统性能分析

差分混沌相移键控(differential chaos shift keying,DCSK)技术具有较好的抗噪声性能以及较低的检测复杂度,但是其传输速率比较低。为了提高其传输速率,提出了一种基于空时块码(space time block code,STBC)技术的DCSK通信系统。该系统充分利用了不同混沌信号之间具有较好的互相关性的特点,采用解码复杂度低的非相干解调技术,具有良好的抗噪声性能、不需要信道状态信息的优点。推导了在多径瑞利信道中STBC-DCSK系统的误码率性能。大量的仿真实验结果表明,提出的STBC-DCSK系统在损失了微小的系统误码率性能的情况下,进一步提高了传输速率。     

适于高速无线通信系统的空时分组码组合QAM调制方案

空时分组码 (STBC)利用多输入 多输出 (MIMO)无线通信系统的本质特性 ,通过提供发射天线分集和接收端的信号处理 ,从本质上提高了无线通信系统的容量 ,并以其编译码算法简单的特点获得了广泛关注和应用。在介绍了空时码和多输入 多输出无线通信系统的系统模型后 ,以基本的两天线空时分组码C2 为例给出了其编码和解码算法 ,并基于此提出了适于高速无线通信系统的空时分组编码结合正交调制 (QAM)的通信方案。最后给出了该方案在 16 QAM调制条件下几种典型空时分组码的误符率和误码率的性能仿真结果。结果表明 ,该方案是一种适于高速无线通信系统的优选方案