放大转发异步协作通信系统中的差分空时频传输方案

针对频率选择性信道下的异步协作分集系统中信道估计复杂度高及中继传输异步问题,提出了一种采用放大转发协议的异步差分空时频编码传输方案(ADSTF).该方案首先在源节点对数据符号进行满分集旋转、Cayley变换及正交频分复用(OFDM)调制,然后在中继节点将接收符号放大转发,构造了一种分布式差分空时频编码.在目的节点未知信道状态信息、中继节点非完全同步的情况下,ADSTF方案能够同时获得空间分集和多径分集.与采用差分正交空时分组码的OFDM传输方案相比,ADSTF方案能够获得更高的分集.仿真结果表明,与采用BPSK调制的DOSTBC-OFDM方案相比,ADSTF方案仅以0.25 b/(s·Hz)的速率损失为代价,就能在误比特率为10-3时获得3 dB的信噪比增益.     

OFDM中的自适应Turbo编码调制

自适应编码调制(AMC)技术可以有效地提高无线数据传输的频谱利用率.为在目标误码率RBE(BER)限制下优化系统吞吐提出了一种基于正交频分复用(OFDM)的恒功率、变速率的自适应Turbo编码调制的方法,以及基于容量估计的自适应算法.仿真表明,在目标BER为10-4下,此自适应OFDM方法与相同吞吐下的固定Turbo编码调制相比,有7.5dB以上的信噪比(SNR)增益.同时,与基于固定门限的自适应调制算法不同,基于容量估计的自适应算法下,子带数目的减少不会带来吞吐性能的恶化,可以用来进一步降低系统的反馈开销.     

自适应频域判决-反馈迫零均衡的OFDM系统

 提出了自适应频域判决-反馈迫零均衡的OFDM系统。在接收端引入判决-反馈迫零均衡,并对承受严重衰落的子载波信号进行频域交织和前向纠错,使得各子载波具有相近的信噪比,从而对所有子载波采用相同的调制编码方式。因此,系统复杂性比自适应比特加载OFDM系统显著降低。将所提方案用于IEEE802.16d Wireless-MAN OFDM系统,多径瑞利衰落信道下的仿真结果表明,该方案可以有效抵抗频率选择性衰落。     

级联低密度校验码的差分酉空频调制技术

提出了一种新的级联低密度校验码的“差分酉空频调制”方案,该方案适用于收发端均未知信道状态信息的多输入多输出(OFDM)系统.“差分酉空频调制”是在发送天线与OFDM子载波之间进行“空频”编码,而在相邻两个OFDM码字之间进行差分调制,它可以充分利用多径衰落信道所提供的频率分集资源,不需要任何信道状态信息就能够获得最大的频率分集增益.由于其具有最大化的频率分集增益和较高的编码增益,故该方案的系统误码率性能远远优于新近研究文献中所提出的“差分酉空时调制”OFDM技术.在接收端提出了非相干迭代译码方案,其性能良好,同时译码复杂度相对较低.相应的仿真研究表明,该方案在“时频双选”信道下具有很强的鲁棒性.     

非理想信道状态信息下调制方式切换阈值最优化算法

针对自适应资源调度OFDM系统,在非理想信道状态信息下(ICSI)最大化系统频谱效率问题,提出了平均BER约束下调制方式切换阈值最优化(MSTO)算法.利用拉格朗日乘数法将此J-1维的调制方式切换阈值最优化问题转化为一维优化问题,并证明了问题最优解必在平均BER约束条件的边界(目标平均BER)上取得,从而得到该问题的最优解.仿真结果表明,MSTO算法能在满足用户目标平均BER条件下自适应用户ICSI准确度参数的变化,最大化系统频谱效率.该算法性能优于改进的Ma's算法和AM-PCSI算法,其复杂度符合实际自适应OFDM系统实时性设计要求,可方便地应用到实际系统中.     

改进的OFDM系统自适应资源分配算法

在自适应正交频分复用(OFDM： Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中, 传统迭代注水功率分配（IWFP： Iterative Water Filling Power）算法对星座规模量化程度要求过高, 实际应用性不强。为此, 在发射总功率和系统误码率上限恒定的条件下, 提出了一种基于IWFP算法的改进算法。该算法在IWFP算法基础上进行了比特和功率分配的二次调整, 算法更加符合系统调制的星座规模和实际发射需求。仿真结果表明, 在误比特率（BER： Bit Error Rate）为10^-4时, 改进算法对信噪比的要求比IWFP算法高约3 dB, 比未经自适应调制的OFDM系统功率比特分配算法即等功率分配算法（EPA： Equalization Power Algorithm）低8 dB, 接近于系统的最优性能, 且运算复杂度不高。     

移动衰落信道中的自适应OFDM调制

在宽带移动OFDM(正交频分复用)系统中,不同的子信道经受不同的信道衰落,具有不同的传输能力。若采用固定速率调制方案,信道容量和发送功率未能获得充分应用。自适应调制技术能充分利用信道容量和信号功率,满足不同传输速率和服务质量的要求。研究了一种适用于宽带移动OFDM系统的自适应算法。在平均发送功率不变条件下,算法根据子信道的衰落特性,自适应地分配子信道中数据比特,选择不同的信号星座和发送功率,使得系统的功率和频谱效率达到最佳。首先推导了在平均发送功率受限条件下,瑞利衰落信道中最大频谱效率;其次,分析了在给定误比特率(BER)条件下,采用连续功率、连续星座MQAM(多进制正交幅度调制信号)调制的最大功率频谱效率,在此基础上提出适用于实际系统的离散功率、离散星座MQAM调制算法;最后进一步优化系统的功率密度谱。计算机模拟表明:该算法能明显地提高移动OFDM系统的频谱效率。     

OFDM系统下基于MBER准则的自适应波束形成器

宽带无线通信系统采用正交频分复用(OFDM)调制和智能天线技术来克服限制系统容量的符号间干扰(ISI)和同信道干扰(CCI).在OFDM调制技术下,针对数字通信系统传输中最主要的性能参数之一误比特率(BER),研究了基于最小误比特率(MBER)准则的自适应波束形成器.与现有的基于最小均方误差(MMSE)准则的波束形成器相比,MBER自适应波束形成器直接最小化OFDM系统的BER,保证了信号传输的有效性,提高了系统性能.仿真实验表明,基于MBER准则的自适应波束形成器比基于MMSE准则的波束形成器能更好地接收期望用户的信号,系统的BER更低.     

基于遗传算法和微粒群算法的自适应调制研究

以常用的几种数字调制为例介绍自适应调制技术,分别采用改进型遗传算法(GA)和随机微粒群算法(PSO),在恒定功率以及平均误比特率受限的情况下对系统的吞吐量进行优化,从而精确实时地对信道状态做出判断,并调整调制模式.仿真结果说明了系统能够在不同信道条件及业务需要下,自适应地调整其转换信噪比,使系统的通信可靠性与有效性达到有机地统一.同时比较了两种算法在自适应调制模式切换方面的特点.     

子载波索引拓展的正交频分复用

基于空间调制技术和正交频分复用技术,设计了ESI-OFDM技术方案。在最大似然检测(ML)基础上,分析了频谱效率和平均比特误码率。在理想信道估计和最大似然检测条件下,与传统的OFDM和OFDM-IM相比,所提出的ESI-OFDM技术方案在瑞丽分布信道和加性高斯白噪声干扰的无线通信网络中实现了更大空间和频谱分集增益,获得更好的误比特率。     

基于循环延迟分集的空时频编码策略

结合空时编码和正交频分复用(OFDM)技术，将循环延迟分集引入到传统的空时OFDM编码系统中，提出了一种新的空时频编码策略．在该策略中，对OFDM帧间相同载波上的符号进行空时编码，实现空时分集；OFDM帧内各子载波上的符号则使用循环延迟引入频率分集，实现空频编码．接收端综合利用空时、空频编码的结构信息实现联合译码，获得空时频分集增益．仿真结果表明，该策略具有结构简单、差错性能改善明显等优势．在频率选择性信道中，新编码策略可以获得空时频全分集增益．在相同信干比条件下，差错性能明显优于传统空时或空频OFDM系统的差错性能．     

STC-OFDM系统中一种导频辅助的信道估计方法

提出了一种空时编码OFDM系统中基于导频辅助信道估计的方法．在采用Nt个发送天线的系统中，通过假设信道在连续Nt个OFDM符号持续时间内不变，并选择适当的导频符号值可消除不同发射天线之间的干扰，从而每对收发天线之间的信道可利用单输入单输出OFDM系统的信道估计方法进行独立估计．该方法尤其适用于空时分组编码OFDM系统．     

多径衰落信道下准正交时分复用的研究

基于时频对偶原理，提出了一种准正交时分复用（QOTDM）系统．该系统利用频域具有升余弦性质的脉冲波形的平移准正交特性，采用自适应信道均衡方法，使发送滤波器、信道和接收滤波器的频域总特性具有升余弦性质，信道等效脉冲响应满足奈奎斯特采样点无失真准则．发送端利用上述信道进行时域波形准正交的离散信息符号序列传输；接收端根据信息符号波形的准正交特性，实现准正交分离．与正交频分复用（OFDM）系统相比，QOTDM系统在略微降低频带利用率的条件下，可以降低峰值平均功率比，并且当信噪比较高时具有更强的抗多径衰落能力．仿真结果表明，在准静态多径衰落信道下，采用正交幅度调制，在误比特率为10^-3时，QOTDM比OFDM的平均比特信噪比值约低3dB．     

一种在快衰落空间相关环境下特征向量调制的非相干通信方法

利用信道的统计相关信息,提出一种在快衰落相关信道中非相干通信的新方法.发射端将信息比特1调制为发射相关矩阵的最大特征向量,将信息比特0调制为0特征向量.接收端将每根天线上的信号功率合并,并通过与一预设阈值比较来检测比特信息流.分析表明,这种方法实现了最大发射相关增益与完全接收分集增益.进一步将这种特征向量调制扩充到M进制调制的环境下,分析可得此时的系统分集增益下降2M-1倍.通过与差分酉空时调制(differential unitary space time modulation)的仿真比较,在块衰落(block fading)准静态信道中,与差分酉空时调制有相当的性能;在快衰落的信道中,差分酉空时调制已无法工作,而该方法仍可以实现完全接收分集增益.     

频率选择性衰落无线信道下的发送分集技术

通过研究平坦衰落信道下空时分组码(STBC)发送分集技术，结合正交频分复用(OFDM)技术，提出适用于频率选择性衰落信道的STBC-OFDM发送分集方法．然后对STBC-OFDM系统在随机信道和恒参信道中的性能进行仿真．研究和仿真结果表明，STBC-OFDM技术是一种非常有效的抗频率选择性随机衰落技术．与OFDM系统比较，STBC-OFDM系统误码性能得到很大改善，系统的频带利用率通过采用多电平调制方式得到提高．STDC-OFDM方法适用于数据高速传输的宽带无线系统的下行链路．     

Novel differential unitary space-time modulation schemes for fast fading channels

Differential unitary space-time modulation （DUSTM）, which obtains full transmit diversity in slowly fiat-fading channels without channel state iufonnation, has generated significant interests recently. To combat frequency-selective fading, DUSTM has been applied to each subcarrier of an OFDM system and DUSTM-OFDM system was proposed. Both DUSTM and DUSTM-OFDM, however, are designed for slowly fading channels and suffer performance deterioration in fast fading channels. In this paper, two novel differential unitary space-time modulation schemes are proposed for fast fading channels. For fast fiat-fading channels, a subatrix interleaved DUSTM （SMI-DUSTM） scheme is proposed, in which matrix-segmentation and sub-matrix based interleaving are introduced into DUSTM system. For fast frequency-selective fading channels, a differential unitary space-frequency modulation （DUSFM） scheme is proposed, in which existing unitary space-time codes are employed across transmit antennas and OFDM subcarriers simultaneouslv and differential modulation is performed between two adjacent OFDM blocks. Compared with DUSTM and DUSTM-OFDM schemes, SMI-DUSTM and DUSFM-OFDM are more robust to fast channel fading with low decoding complexity, which is demonstrated by performance analysis and simulation resuits.     

OFDM系统中基于最小平均误码率的自适应预处理算法的研究

提出了一种基于最小平均误码率的自适应预处理算法,并将该算法应用于自适应OFDM系统,在频率选择性衰落信道条件下,与等功率分配的OFDM系统相比,误比特性能有了很大程度的提高.