基于LDPC码校验节点度的分类修正最小和算法

为了减小低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的译码算法复杂度,提高译码性能,该文针对致信传播(belief propagation,BP)译码算法及其简化算法的分析,提出了一种基于校验节点度的分类修正最小和译码算法。该算法将最小和译码算法中校验节点输入外信息绝对值的最小值和次小值分类,并根据该节点的度计算与BP算法的偏移量,分别选择不同的阈值和修正因子对外信息进行补偿。仿真结果表明,该算法在高信噪比区域的译码性能高于BP算法,并且计算复杂度大大低于BP算法,是一种适用于各种校验节点度分布,而且是能较好兼顾性能与实现复杂度的译码算法。     

多信道认知网络的直观信道感知策略

为了提高频谱利用率,认知无线电技术可使非授权用户在不影响授权用户正常通信的情况下,利用瞬时的频谱空穴满足自身通信需求。如何通过感知频谱及时有效地发现频谱空穴是一个至关重要的问题,尤其是对于多信道认知无线电网络。针对多信道认知无线电网络,该文在连续时间Markov链的信道占用模型基础上,根据信道状态可能发生变化的概率,提出了一个动态的直观信道感知策略,并考虑了感知周期的影响。仿真结果表明:在感知周期合适的情况下,该策略能够有效地发现并利用频谱空穴,并且比周期感知和随机感知策略消耗更少的能量用于感知。     

基于数字信号处理器的IEEE 802.11ac低密度奇偶校验码编码器的设计与实现

本文提出了适用于IEEE 802.11ac标准草案LDPC码编码器的设计方案。设计方案针对LDPC码的校验矩阵的准循环、双对角线的结构特点,采用了具有低复杂度的快速迭代算法,在FreeScale公司的MSC8156 DSP平台上实现了LDPC码的编码器,并对代码进行了合理的优化。测试结果显示,使用MSC8156的一个运算核心进行编码的平均速率可达1Gbps以上,满足系统要求。     

基于能量收割的认知无线电预编码优化

认知无线电(cognitive radio,CR)和能量收割(energy harvesting,EH)技术是提高频谱效率,实现绿色通信的重要手段。但是目前一般将CR和EH作为两个不同的对象分别进行研究。少部分将CR和EH联合研究的工作又均基于输入信号服从Gauss分布的假设。这些不足严重地限制了CR-EH技术在实际情况中的应用。该文基于目前大多数数字通信信号服从的等概率有限字符集分布,分析了EH-CR系统的信道容量,给出了一种基于随机动态规划的预编码算法,提高了EH-CR系统的实用性。仿真结果表明:该算法可以有效地逼近EH-CR系统所能达到的信道容量上界。     

分布式无线通信系统下行功率分配策略

为了提高分布式无线通信系统(DWCS)的频谱效率,提出了一种下行功率分配算法。该算法仅要求发送端确知大尺度信道状态信息,具有较低的复杂度,易于实现。为了对比该算法的性能,引入小尺度信道状态信息的影响,研究了发送端确知全部信道状态信息时的最优功率分配算法。仿真结果表明:所提算法极大地提高了DWCS系统的频谱效率;另外,在DWCS系统中大尺度信道状态信息是影响功率分配算法性能的主要因素,小尺度信道状态信息的作用不明显,这也正体现了DWCS的实用化优势。     

IDMA-OFDM系统的频谱效率

将交织多址(IDMA)应用于多载波系统,可实现系统高频谱效率。提出了一种适用于单天线系统的推广的最小化互熵(GMCE)迭代检测算法,通过提高各用户码率,在用户较少的情况下可使系统获得高频谱效率。在多天线系统中,GMCE算法复杂度太高,研究了在最大比合并接收算法下,交织多址正交频分复用(IDMA-OFDM)系统的频谱效率与天线数的关系。仿真结果表明,交织多址系统可以取得比直接序列扩频码分多址系统更高的频谱效率,单接收天线下频谱效率可以达到2.5b.s-1.Hz-1,当接收天线数增加时,IDMA系统的频谱效率随天线数呈线性增长。     

一种低复杂度的MIMO检测软输出算法

新一代无线通信系统均采用多流空分复用、高阶调制、高码率信道编码等技术以提高吞吐量。针对使用高阶调制的高阶MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统,研究低复杂度的检测算法和软输出算法是降低接收机整体复杂度的关键一环。选定了复杂度低、易于硬件实现的K-Best为MIMO检测的搜索方法,在探讨了几种近似的次优计算算法基础上,提出了一种复杂度低、性能较好的K-Best软信息简化算法——限幅替代法。仿真结果表明,该方法无论是性能还是复杂度都全面占优。因此,适合用于新一代无线通信系统的MIMO软输出检测。     

使用LMMSE接收机的V-BLAST系统容量和导频优化

为了得到使用线性最小均方误差(LMMSE)接收机的空间复用系统(V-BLAST)在连续时变平衰落多天线信道环境中的容量,并分析信道估计误差对于LMMSE接收机输出信干噪比的影响,该文使用随机矩阵理论分析了以训练为基础的信道估计对于接收机性能的影响,得到了渐进表达的容量公式.仿真结果表明: 在尺度受限的系统中,分析仍然有效.在得到容量解的基础上,进一步考虑了训练长度和训练间隔的优化,采用数值计算的方法得到了相应的优化结果,它们是信道相关时间和信噪比的函数.     

实现最小互熵编码多用户检测的快速算法

基于最小互熵(minimum cross entropy,MCE)的迭代多用户检测算法在高度互相关的系统(即非扩频系统)中可以渐近地获得单用户的性能,是一种最优检测算法.但标准的MCE算法的计算复杂度极高,因而使其难以实用.该文提出了一种实现MCE算法的快速算法,避免了标准MCE算法在计算度量函数时的重复运算,在用户间符号同步和异步两种情况下均可以将计算复杂度降低K倍(K为用户数),而无性能损失.对于异步系统,还可以此基础上,通过对度量函数作合理近似,使运算度进一步减少1/3,在加性高斯白噪声信道下的仿真结果表明,这种近似所产生的性能损失低于0.2 dB.     

分布式无线通信系统下行功率分配策略

为了提高分布式无线通信系统(DWCS)的频谱效率,提出了一种下行功率分配算法。该算法仅要求发送端确知大尺度信道状态信息,具有较低的复杂度,易于实现。为了对比该算法的性能,引入小尺度信道状态信息的影响,研究了发送端确知全部信道状态信息时的最优功率分配算法。仿真结果表明:所提算法极大地提高了DWCS系统的频谱效率;另外,在DWCS系统中大尺度信道状态信息是影响功率分配算法性能的主要因素,小尺度信道状态信息的作用不明显,这也正体现了DWCS的实用化优势。