单载波系统迭代频域均衡技术及优化传输

针对码间干扰信道下的单载波通信系统,提出一种低复杂度、适用于任意高阶调制、基于线性最小均方误差准则的迭代频域均衡(FDE)算法,并引入信噪比-方差演进技术来预测迭代系统性能。基于信噪比-方差演进原理,对发射信号频谱进行整形优化,设计一种在频域可以快速实现的循环预编码。该预编码的引入既不增加循环前缀的所需长度,也不增加接收机端的均衡复杂度。仿真结果表明,循环预编码优化后系统所需的发射功率可以降低1~3 dB。     

基于预编码扩展的并行迭代均衡算法

针对长期演进技术(LTE)下行多输入多输出正交频分多址链路(MIMO-OFDM)中的天线间干扰和多径干扰的问题,提出一种低复杂度的基于预编码矩阵的迭代均衡算法。该算法通过预编码矩阵将发射信号扩展到所有子载波上,降低由天线引起的部分子载波干扰。在接收端,利用最小均方误差排序QR分解(MMSE-SQRD)软输入软输出干扰消除均衡算法,从而避免传统基于MMSE并行软干扰消除均衡算法中矩阵求逆运算,进而降低了算法复杂度。在接收端,同时通过预编码对重建信号中误差进行扩展,进而缓解在迭代干扰消除过程中的误差传播。研究结果表明:在2发2收场景下,当误码率为10-3时,本文算法经过5次迭代后信噪比相比于传统MMSE-SQRD的迭代算法提高4.4~5.0 d B。     

基于Kerdock预编码波束赋形技术的高速铁路LTE通信系统性能研究

为了提高高速铁路通信系统的可靠性和有效性,结合长期演进(LTE)通信系统的互易性,将信号处理复杂度低的Kerdock码作为预编码码本,利用Kerdock预编码波束赋形技术(KBF)对高速铁路LTE通信系统进行复杂度分析与仿真实验性能研究.结果表明:与位置辅助伺机波束赋形(L-OBF)系统相比,KBF系统在线处理信号时所需的存储容量小,发信、收信处理信号的复杂度低,大信噪比时误码性能和可达速率均有所提高.     

基于恒模算法降采样频域均衡器实现研究

为了降低频域均衡与数字信号处理复杂度和功耗,提出一种基于恒模算法频域更新抽头系数的降采样频域均衡结构。通过对时域更新抽头系数的恒模算法改进为频域更新抽头系数,降低了抽头系数更新计算复杂度。通过正交相移键控传输仿真实验,采用降采样输入序列进行频域均衡,在1.75倍降采样条件下引入0.16dB信噪比代价的通信传输系统中降低12.5%频域均衡数据处理量,实现低复杂度信号均衡处理。     

多输入多输出系统下低复杂度的自适应预编码方法

针对多输入多输出衰落信道中存在的码间干扰和多径干扰问题，提出了一种具有低复杂度的自适应预编码方案．该方案在发送端和接收端分别放置了预编码器和基于迫零算法的接收机，这样接收机在进行均衡译码的同时，将信道信息反馈给发送端，发送端便可以随之选择发送子载波的数目以及预编码矩阵，完成自适应预编码．该方案可有效降低系统的误码率．仿真结果表明，当误码率为10^-3时，在传输信道信息未知的情况下，该方案的信噪比比信道信息已知的基于最小均方误差预编码方案高1．3dB，且复杂度大大降低．     

一种基于互信息最大化的Raptor码优化设计方法

Raptor码通过级联预编码可以很好地改善错误平层问题,但编译码的复杂度相对较高。为了降低级联Raptor码的复杂度,提出一种基于互信息最大化的Raptor码优化设计方法。该方法基于外部信息转移图的渐进收敛分析,从最大化互信息的角度出发,得到有限迭代次数约束下的校验节点度分布的数学模型。仿真结果表明,当译码迭代次数一定时,基于互信息最大化设计的Raptor码与码率最大化设计的Raptor码相比,具有更好的误码性能。     

基于准循环分量码构造的多进制PCGC码

PCGC码是一种以LDPC码作为分量码的级联码。它在继承LDPC码优越的误比特率性能的同时,还拥有比LDPC码更低的编码复杂度。对多进制PCGC码进行了研究,同时将采用准循环算法构造的校验矩阵引入其分量码的设计中。用准循环方法构造的PCGC码,在编码端采用一组移位寄存器即可完成编码,大大降低了PCGC码的编码复杂度。仿真结果表明：短帧情况下,通过准循环构造分量码矩阵编码,四进制PCGC码性能优于同进制LDPC码。因此,基于准循环分量码构造的多进制PCGC码在未来数字通信系统中具有重要的应用价值。     

一种低发射功率的单载波频域均衡结构

单载波频域均衡技术可实现同正交频分复用多载波传输技术等效的抗多径衰落性能及较低的处理复杂度,具有较低的峰均比,因此成为下一代移动通信中非常有前景的传输技术.但是传统的单载波频域均衡系统发射机需要在每一帧信号前插入循环前缀.提出了一种优化的单载波频域均衡结构,仅在发射机偶数帧前面插入循环前缀,因此可以提高发射机的频谱效率,节约了发射功率.在接收端,当检测偶数帧信号时,利用传统的频域均衡技术进行检测;提出了两种检测奇数帧信号的频域均衡接收机,分别为基于重叠保留法和重叠相加法的频域均衡接收机.仿真结果证明基于重叠保留法的频域均衡接收机可以取得与传统单载波频域均衡系统相近的误符号率性能.     

多用户MIMO系统预编码的技术研究

预编码是一种应用于发射端以达到抑制多用户间干扰的预均衡方法。MIMO预编码技术可有效防止误码扩散,大大降低接收端的复杂度。该文对多用户MIMO系统预编码的几种算法进行了研究,分析了其各自的优缺点,并提出了改进方法。其中包括迫零（ZF）线性预编码、块对角化（BD）线性预编码、最小均方误差（MMSE）线性预编码及信漏比（SLR）线性预编码。     

物理层网络编码与LDPC码联合系统设计及性能优化

在双向中继通信系统中,针对物理层网络编码与LDPC码联合方案编译码算法复杂度较高、译码运算时间较长等问题,提出了一种新的系统性能优化方案.首先设计了基于QPSK调制的物理层网络编码与LDPC码联合通信系统模型,给出中继映射方案和系统各节点译码算法;然后分析了联合通信系统中LDPC码的码率、码长、最大迭代次数等因素对系统误比特率性能的影响,对系统性能进行改进优化;最后对系统译码迭代方案进行优化.实验仿真表明,该通信系统优化方案能够保证良好的译码性能、缩减译码运算时间、提升信息交换效率.     

基于Turbo码的OSS-SC-FDE系统

通过仿真做出单载波频域均衡(SC-FDE)系统,基于最优信号子空间的单载波频域均衡(OSS-SC-FDE)系统和应用Turbo码的两种系统的性能分析及通过不同调制方式达到基本相同的传输速率条件下的性能分析.从仿真结果可以看出,引入Turbo码后,两个系统性能都有明显改善,而OSS-SC-FDE系统比SC-FDE系统性能更好.因此通过利用信道状态信息(CSI)来选取最优信号子空间的单载波频域均衡技术,并引入Turbo码后可大大改善信号的传输性能.     

一种低复杂度的Turbo均衡算法

Turbo均衡的提出是为了消除无线通信信道中的ISI干扰,它是把均衡和迭代译码相结合的技术。该文重点对一种低复杂度的基于MMSE的Turbo均衡进行探讨,同时研究此方法应用于两种不同Pmakis信道的性能,仿真结果表明随着比特信噪比的增大系统误码性能改善明显;多次迭代也能改善系统误码性能,但迭代到一定次数时系统误码性能改善不明显。     

基于Turbo乘积码的Turbo均衡系统

针对Turbo乘积码在严重跨符号干扰(ISI)信道下采用独立均衡器存在较大的性能损失,该文提出了基于Turbo乘积码的Turbo均衡系统。将译码器输出的软信息反馈到均衡器,在线性最小方差均衡算法中考虑先验信息,通过多次均衡和译码迭代得到性能改进。通过外信息转移图分析可知,Turbo均衡可以显著改善Turbo乘积码在ISI信道下的性能。针对仿真的两种信道分别可以获得1dB和2.5dB的性能提高。另外,通过合理分配均衡迭代和译码迭代可以获得更低的系统复杂度。     

一种基于预编码的MIMO-FDE系统盲信道估计算法

输入多输出(MIMO)技术是LTE/LTE-A系统一个至关重要的技术,它可以在不增加带宽和发送功率前提下,显著地提升信道容量和提高频谱利用率.同时,以正交频分复用(OFDM)技术为代表的频域均衡技术(FDE),可以有效地抵抗频率选择性衰落的影响并且降低接收机设计的复杂度.利用一种线性非冗余块预编码技术,提出了一种在MIMO-FDE系统中盲信道估计算法.该算法在现有子空间分解法基础上,加入预编码理论,有效降低了系统的误码率.仿真结果表明该算法能够准确的估计出信道的状态信息,有利于在MIMO-FDE系统中的实现.     

基于不同信道信息的协作系统预编码矩阵的设计

基于完备和不完备2种信道状态信息,研究协作系统源和中继节点处联合空时编码的预编码设计问题.通过分析接收信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)和给定调制方式下的误符号率(symbol error rate,SER),建立预编码矩阵的优化问题.鉴于问题的非线性和非凸性,采用两步走的方法:第1步,确定2个预编码矩阵的最优方向;第2步,将原联合优化问题分解为2个独立的子问题,大大降低求解的复杂度.计算机仿真结果表明:联合空时分组码(space-time block codes,STBC)的预编码系统,其误码性能优于单空时分组码的系统,且发送端的相关性越大,性能增益提高得越明显,尤其是在低信噪比条件下表现得更加优越.因此,采用预编码矩阵的设计可以有效提升空时编码协作系统的误码性能.     

一种用于数字电视地面广播的编码调制方案

为提高数字电视地面广播(DTTB)系统的传输性能,在传统的串行级联编码结构中,引入Turbo码的思想,同时结合16QAM映射和多载波正交频分复用(OFDM)调制,构造了一种新的并行级联格型码(PCTC)作为内码方案.在接收端采用基于MAX-LOG-MAP准则的"滑动窗"迭代Turbo译码算法,以达到性能和复杂度的折衷并避免了归零处理.在加性高斯白噪声信道下的误码率性能仿真证明:在视觉门限下该方案所需的比特信噪比Eb/No仅为3.4 dB,比参考方案有约1.8dB的增益.在此场强水平下,该系统可提供净信息速率约为12.5Mb/s的可靠视频广播.     

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.      

低复杂度伪码迭代捕获方法

针对迭代消息传递的伪码捕获算法复杂度过高的问题,提出一种低复杂度伪码迭代捕获方法.将伪码迭代捕获方法分成迭代译码算法和向量选择算法2个步骤来讨论:首先,采用归一化简化方法对迭代译码算法进行改进,降低了算法的空间复杂度;其次,提出一种新的伪码向量选择算法,大大降低了算法的时间和空间复杂度.仿真结果显示:提出的伪码迭代捕获算法以低的复杂度,实现了较低信噪比下长伪码的快速捕获,且其捕获性能优于现有的伪码迭代捕获方法.     

MIMO信道下空时迭代均衡译码系统及算法

目的提出一种在M IMO衰落信道下的低复杂度的接收结构。方法通过交织器和解交织器将SISO的均衡器和译码器以及M IMO信道估计器级联起来,进行未知信道条件下迭代均衡译码。结果采用次优的基于最小均方误差均衡算法和Max-Log-MAP译码算法,使系统复杂度大大降低。结论不但可以消除M IMO信道中的码间干扰和多径干扰,而且大大降低系统的复杂度。     

LTE上行系统循环延迟分集接收方案的设计

在长期演进(LTE)系统上行链路中,基站因受限于发射天线数而无法获得较好的分集增益及系统性能.为此,文中提出了一种利用循环延迟叠加方法获得空间-多径满分集的接收方案.首先直接叠加不同接收天线上经过循环延迟的信号,然后做频域的最小均方误差线性均衡,最后进行逐个符号的检测.当不同接收天线选择合适的循环延迟时,文中方案能够以较低的解调复杂度获得系统的空间-多径满分集增益.仿真结果表明:相对于LTE系统上行链路中现有的接收端天线选择方案,文中方案不仅能够获得与天线选择相同的接收分集增益,而且能够获得比天线选择方案更高的编码增益,同时不增加系统的解调复杂度;在中断概率为10-3时,文中方案在瑞利信道下的系统性能提升2~4d B,在LTE扩展步行信道下的系统性能提升1.5 d B以上.