Differential space-time modulation in rapidly fading channels

Previously proposed differential modulation schemes for time-varying channels may not achieve the full transmit diversity and the maximum Doppler diversity simultaneously. Based on an existing basis expansion model, a new differential space-time code, which wisely combines interleaver/de-interleaver with traditonal space-time transmitting technique to overcome such limitation, .is presented. Two noncoherent differential decoders, named decision-feedback differential detector （DF-DD） and Viterbi-algorithmbased multiple-symbol-detection differential detector （ MSD-DD）, are also derived. We show that our design may recover data symbols with full antenna diversity and the maximum Doppler diversity at high signal-to-noise ratio. System performance is evaluated with simulations.     

基于双选衰落信道的差分空时协作技术

协作分集技术解决了MIMO技术在移动终端受天线制约的问题.由于无线通信环境的特殊性和复杂性,对信道估计十分困难,因此引入了不需要信道估计的差分空时编码,并在时间选择性衰落信道和频率选择性衰落信道的基础上研究了时间-频率双选择性衰落信道模型,在更接近实际信道环境的基础上将差分空时编码和协作分集技术相融合.理论研究和仿真结果均表明系统性能在信道容量、误比特率等方面均得到了提高.     

分布式空时码协作分集系统的性能分析

提出了一种基于分布式空时码的非正交协作分集(DSTC-NOCD)系统.利用译码转发(DF)中继信道模型,推导了BPSK星座调制下系统误码率的理论值,并分析了协作用户上行信道和用户间信道质量对系统性能的影响.仿真结果表明:与直接传输系统相比,DSTC-NOCD系统能获得显著的性能增益,在用户间信道高信噪比条件下能获得完全分集增益;且在可接受的性能损失条件下能够获得比OCD系统更高的频谱效率.     

DF中继点结合CRC校验的差分酉空时调制方法

针对航空通信中基于差分酉空时调制的解码转发方案的译码错误问题,提出在中继点采用循环冗余编码(CRC)提高系统可靠性的方法.该方法在源节点和目的节点均配置多根天线,接收端使用最大化合并的方案以抵抗多径干扰,利用CRC提高误码性能,保证通信质量.仿真结果表明,在低速率数据传输的快衰落信道中,该方法有明显的编码增益.在BER为10-5处,有循环冗余编码的差分酉空时调制比无循环冗余编码的差分酉空时调制增加约4dB的编码增益.     

一种基于检测转发方式的酉空时协作分集技术

对一种基于检测转发方式的酉空时协作分集技术进行了研究,该技术可以在发送端和接收端都不知道信道信息的情况下使数据可靠地传输.在该协作分集技术下,通过对2个用户协作系统进行仿真分析,结果表明,其误码率性能与每个用户的信道和用户间的信道相关.     

译码转发协同通信网络自适应中继选择算法

为了优化译码转发协同通信网络的性能,提出一种自适应中继选择算法(ARS),并对系统中断概率和平均协同中继数进行分析.该算法在源节点到目的节点的直接传输失败时,目的节点对译码集中的中继节点按信道质量进行降序排列,依次选择序列中的中继节点参与协同,直到目的节点的瞬时接收信噪比不低于预置信噪比门限.仿真结果表明,ARS算法能够获得最优系统中断性能,有效减少平均协同中继数,从而提高带宽效率,降低系统开销.     

An Efficient Differential Space-time Modulation Method Based on Amicable Orthogonal Design

The authors propose an amicable-orthogonal-design-based differential space-time block code (ADSTBC) for multiple antennas. Compared with the existing differential modulation designs, their scheme imposes no restrictions on underlying signal constellation, and therefore can improve the spectral efficiency by exploiting efficient modulation techniques such as QAM and APSK. They then derive a non-coherent maximum-likelihood decoder (MLD) for flat Rayleigh fading channels. The amicable orthogonal property of data matrices assures that MLD has very low bit error rate and linear decoding complexity. Particularly, in two special cases of ADSTBC, the simplified MLDs which can greatly reduce the implementation cost are derived.     

一种协作网络编码的调制性能分析

将物理层网络编码运用于协作通信,可有效地提高系统的频谱利用率和增加网络容量,高阶数字调制方式是提高通信系统传输速率的有效方式之一.结合协作网络编码与数字调制技术,分析了协作网络编码中不同数字调制方式对系统误码率和吞吐量等性能指标的影响,并进一步给出了一种基于此方案的系统功率分配策略.计算机模拟分析表明,协作网络编码可使...     

分层异构网下的虚拟协作MIMO-STC编码研究

针对移动通信系统中,各单天线用户终端在协作过程中存在的由于用户个数动态变化而导致协作通信无法进行有效空时编码的问题,提出一种新的基于分层异构网络上的不同层之间的协作虚拟多输入多输出空时编码方案(multiple input multiple output space-time coding,MIMO-STC),即由多用户环境中的单天线移动终端共享彼此天线构成一个虚拟多发多收天线阵列,并结合线性弥散空时码编码理论,实现不同层用户簇间的可靠通信.该编码方案能够根据发送簇和接收簇中协作用户个数的具体情况灵活编码,提高分集增益和误码性能.仿真结果表明:采用弥散空时编码方案的虚拟协作通信系统能够有效对抗Raleigh信道下的多径衰落效应,提高系统性能.     

基于空时分组码的差分检测与相干检测

对基于空时分组码的差分检测算法和相干检测算法进行了研究与对比.差分检测的鲁棒性很强,而且不需要精确的信道估计,与相干检测相比会存在性能丢失;相干检测可以取得很好的性能,但它需要知道可靠的相位和信道估计.仿真表明:当误码率(BER)相同时,相干检测的信噪比(SNR)要比差分检测的低;当误码率和星座图相同时,相干检测和差分检测的信噪比随发射天线和接收天线数量的增加而降低.     

一种适用于快速双选衰落信道的时频双差分空时编码正交频分复用技术

为了保证在快速双选衰落信道下的有效数据传输,提出了一种新颖的时频双差分空时编码正交频分复用(OFDM)技术.该技术通过分别在OFDM系统的子载波之间和OFDM符号之间引入差分空时编码,实现了在系统时域和频域上的差分调制.文中同时给出了相应的准最优译码算法,并对系统性能进行了分析和计算机仿真.结果表明,该技术在快速双选衰落信道下能够保持良好的误码率性能.     

一种基于多中继选择的分布式空时分组编码方案

协作分集可以抵抗无线信道的多径衰落,结合空时分组编码可以更加有效地提高系统性能。传统的空时编码协作通信是选择所有正确译码的Relay进行协作转发,当Relay个数大于空时编码矩阵天线数时,系统无法获得额外增益,同时将消耗大量能量。给出了一种多中继选择方案(M-OR),提出了一种基于M-OR终端选择的分布式空时分组编码协作方案。在给定STBC编码矩阵条件下,依据信道状况信息选择多个合适的中继终端参与分布式空时分组编码协作通信。新的协作方案通过简单的协议可获得传统方案的分集复用折中,同时节省系统能量。仿真结果表明,新的协作方案具有良好的分集复用性能并验证了其有效性。     

基于差分酉空频调制的多天线DAB系统

在数字音频广播(DAB)系统基础上,引入酉空时码,提出了基于差分酉空频调制(DUSFM)的多天线DAB系统.该系统采用卷积码、时频交织和差分酉空频调制级联的编码调制形式,对无信道状态信息也可实现解调.理论推导证明所提系统可同时获得空、时、频三种分集.通过蒙特卡洛仿真,证实在时频双选信道、4发1收的条件下,为达到0.001的误码率,所提系统比原DAB系统有6.5 dB的信噪比增益,而同条件下CDD-DAB方案的信噪比增益仅为1.0 dB.从而验证了所提系统具有较高的分集增益.     

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.     

A new design criterion and construction method for space-time trellis codes based on classification of error events

The known design criterions of Space-Time Trellis Codes （STFC） on slow Rayleigh fading channel are rank, determinant and trace criterion. These criterions are not advantageous not onlv in operation but also in performance. With classifying the error events of STTC, a new criterion was presented on slow Rayleigh fading channels. Basod on the criterion, an effective and straighttbrward multi-step method is proposed to ennstruet codes with better performance. This method can reduce the computation of search to small enough. Simulation results show that the codes searched by computer have the same or even better performance than the repored codes.     

基于正交设计方法的混输泵叶轮优化设计

以自主研发并取得外特性试验数据的第三代混输泵叶轮为基础,应用L_9(3~4)正交表,以混输泵增压和效率为考查指标,对混输泵叶轮进行4因素3水平的正交设计,获得9组参数组合.采用雷诺平均数值模拟方法,对正交设计中每种组合进行性能预测,分析得到一组最佳的参数组合作为优化后的叶轮参数,然后设计出与优化后叶轮配套的导叶,即得到一套优化后的增压单元设计参数.分别建立优化前后混输泵增压单元的计算流场,并对二者进行数值模拟计算.结果表明:优化后增压单元内流场特性相比优化前得到明显改善,增压提高约14.97%,效率增加约8.07%.     

建筑设计协同工作模型设计与实践

对建筑设计协同工作的机制进行了研究 ,提出了逻辑模型 ,论述了依据建筑设计在协同工作目标、实施过程和控制机制等若干方面的特点所建立的工作流模型、资源管理模型、虚拟协同设计环境等。在此基础上实现远程建筑设计协同工作通用平台 (TH- CSCDP) ,该系统利用 Auto CAD几何实体句柄的特性 ,设计了面向对象的变更对象模型来管理图纸变更的历史和附加信息并运用计算机网络、数据仓库实现工程级的设计变更管理 ;同时采用网络多媒体技术构造实时虚拟协同设计环境。该系统已经被中国多家设计单位采用 ,实践证明其在管理建筑设计协同资源 ,支持设计资源的共享和传输 ,实现多层次多媒体协同工作环境等方面效用卓著     

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.     

Performance analysis and code recognition for dual N-ary orthogonal hybrid modulation systems

A dual N-ary orthogonal hybrid modulation system is introduced in this paper, which can increase the data rate greatly compared with conventional N-ary orthogonal spread spectrum system, so it can be used for high rate data communication. Then, three code recognition algorithms are presented for dual N-ary orthogonal hybrid modulation system and the analytic bit error rate (BER) performance of the system in additive white Gaussian noise (AWGN) and flat Rayleigh fading channel is derived. Finally, the computer simulation of the system with three code recognition algorithms is performed, which shows that the simplified maximum a posteriori (MAP) algorithm is the best for the system with a compromise between the performance and the complexity.     

基于虚拟样机技术的汽车操纵稳定性参数正交优化设计

以某型轿车底盘为研究对象,采用虚拟样机软件ADAMS建立整车多体动力学仿真模型;结合汽车操纵稳定性的客观定量评价标准,建立了直接生成操纵稳定性评价值的ADAMS函数;用ADAMS软件结合正交试验方法对整车操纵稳定性进行了虚拟正交优化设计。虚拟样机技术在车辆操纵稳定性参数正交优化中的应用,不仅使仿真模型与集中质量模型相比提高了精度,还分析出整车操纵稳定性的主要零部件影响因素,得到了最优的一组设计方案。由于是直接对具体零部件的优化,整个设计过程适于在企业中应用。