Performance analysis of adaptive turbo coded modulation with time delay

1 .INTRODUCTIONIfachannelstateisknownatthetransmitter ,thechannelcapacitycanbeachievedbyadaptingthetransmitpower ,datarate ,andcodingschemerela tivetothisfadingstate[1] .Basedontheseresults ,anuncodedadaptivemodulationwasproposedinRef .[2 ].Thisadaptivemo…     

Efficient coding schemes with power allocation using space-time-frequency spreading

1 .INTRODUCTIONOver the last few years , space-ti me coding[1]hasreceived a lot of attention among communicationand information theory community , which in-tegrates the technique of antenna array spatial di-versity and channel coding,and can effectivelyi m-prove capacity gains and spectral efficiency . Mostwork on space-ti me coding has focused on the nar-row-band flat fading channels . However , non-flatfading channels such as frequency selective mul-tipath fading channels are the typical…     

基于LDPC自适应编码调制的图像传输性能

研究了基于LDPC码的自适应编码调制技术及其在慢衰落无线信道图像传输中的应用,分析了确定最优信噪比转换门限集合的最小均方误差非线性曲线拟合法,进而得到基于LDPC码的自适应编码调制系统的最大平均吞吐量性能。仿真结果表明,在慢衰落无线信道图像传输中,系统能获得满意的图像传输质量和很高的频谱利用率。     

基于BICM-ID-SSD 的多用户编码协同系统性能分析

在多用户协同模型中,将协同伙伴数目与信号空间分集阶数相结合,提出了一种高效的编码协同方案。采用比特交织编码调制技术,目的端通过信号空间分集和迭代译码提升系统性能。推导了衰落信道下协同传输的理论性能一致界,进行了系统性能仿真,并重点分析了信号空间分集阶数、协同程度及星座映射关系对系统性能的影响。理论分析及仿真结果均表明：快衰落信道下,信号空间分集会带来额外的增益;在快、慢两种衰落信道下,通过协同程度的增加及最佳映射关系的选择都可以带来系统性能的提升。     

自适应变速率MQAM在VHF/UHF频段的应用研究

从电磁波在无线移动信道的传播特点入手,分析了无线移动衰落信道对数字信号传输的影响,并设计了一个在VHF/UHF频段以自适应变速率MQAM为核心技术实现高频带利用率的通信系统.该系统通过检测接收信号能量来调整调制电平数的方法,可以克服诸如＂检测误码控制自适应调整＂等方法存在的调整滞后的问题.在无线信道中的仿真表明,该系统的有效频带利用率大于3.2bit/s/Hz,高于该频段现有无线数据通信系统的相应指标.     

准正交空时分组码的自适应正交化设计

为了能够在满足空时分组码完全分集的同时尽可能的降低译码复杂度,提出了准正交空时分组码的自适应正交化设计方案。在准正交空时分组码的编码结构上添加自适应系数,根据当前信道状态信息计算得到自适应系数的具体数值,使得传输数据符号之间相互正交,彼此没有干扰,从而实现完全分集,并且可以采用复杂度低的单符号译码方法恢复数据。仿真结果表明,准正交空时分组码自适应正交化设计方案的误码率性能明显好于利用星座旋转获得完全分集的准正交空时分组码方案,并且,只需要采用有限反馈的方法就能够实现近似理想反馈的误码率性能。

Abstract：

Adaptive orthogonalization design for quasi-orthogonal space-time block codes was proposed to achieve full diversity and decrease decoding complexity.Known of channel state information,adaptive parameter could be calculated and input symbols could be coded in the designed structure.With the particular space-time codes structure,symbols on different antenna were orthogonal to each others and received symbols could be single-symbol decoded.Simulation results show that the adaptive scheme has obvious advantage compared with constellation rotation scheme.Limited feedback scheme is feasible and has almost the same optimal performance as the ideal full feedback scheme.     

一种基于时频对偶特性的空频多普勒OFDM编码方案

基于时频对偶特性,提出了时变Doppler衰落信道下空频多普勒OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)编码的一种新方案。在时变信道Doppler基扩展(BEM,Basis Expansion Model)模型的基础上,利用时频对偶性及循环矩阵的对角化处理,实现了时变Doppler衰落信道的线性化变换。通过OFDM调制,利用矩阵分块方法对OFDM子载频分块并按块进行复正交编码设计,实现了一般性MIMO系统中的空频多普勒OFDM编码。采用前端星座预处理与空频多普勒OFDM编码级联的方法,从而实现了包括信道Doppler分集在内的系统全分集增益。理论分析及实验仿真表明,新编码方案能稳健有效地对抗信道Doppler衰落,具有更高的频带利用率及更低的误比特率。     

空时分层结构码分多址系统的上行多用户检测

针对目前已提出的空时编码结构大多只研究单用户检测这一现状,研究了频率选择性信道下多输入多输出(MIMO)的多用户结构,并提出了一种采用V BLAST空时编码结构码分多址系统的多用户检测算法。基于发射符号的旋转不变特性和奇异值分解,得到了矢量信道冲激响应(VCIR)的盲估计,进而提出了上行信号的多用户检测器。该方法在满足系统对多用户检测性能期望的同时,还能很容易地对算法复杂度进行有效控制。仿真结果表明了该方法的有效性。     

Power control scheme for multiple antenna systems with space-time coding in Rayleigh fading channels

Two optimal power control(PC) schemes under the power constraint for space-time coded multiple input multiple output systems over the flat Rayleigh fading channel with the imperfect channel state information(CSI) are presented.One is based on the minimization of a bit error rate(BER),and the other is based on the maximization of a fuzzy signal-to-noise ratio.In these schemes,different powers are allocated to individual transmit antennas rather than equal power in the conventional one.For the first scheme,the optimal PC procedure is developed.It is shown that the Lagrange multiplier for the constrained optimization in the power control does exist and is unique.A practical iterative algorithm based on Newton’s method for finding the Lagrange multiplier is proposed.In the second scheme,some existing schemes are included,and a suboptimal PC procedure is developed by means of the asymptotic performance analysis.With this suboptimal scheme,a simple PC calculation formula is provided,and thus the calculation of the PC will be straightforward.Moreover,the suboptimal scheme has the BER performance close to the optimal scheme.Simulation results show that the two PC schemes can provide BER lower than the equal PC and antenna selection scheme under the imperfect CSI.     

Turbo decoding using two soft output values

It is well known that turbo decoding always begins from the first component decoder and supposes that the apriori information is "0" at the first iterative decoding. To alternatively start decoding at two component decoders, we can gain two soft output values for the received observation of an input bit. It is obvious that two soft output values comprise more sufficient extrinsic information than only one output value obtained in the conventional scheme since different start points of decoding result in different combinations of the a priori information and the input codewords with different symbol orders due to the permutation of an interleaver. Summarizing two soft output values for erery bit before making hard decisions, we can correct more errors due to their complement. Consequently, turbo codes can achieve better error correcting performance than before in this way. Simulation results show that the performance of turbo codes using the novel proposed decoding scheme can get a growing improvement wi     

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。     

单载波频域均衡高速水声通信仿真研究

基于判决反馈均衡器和二阶数字锁相环联合的水声通信接收机结构复杂，运算量大，对均衡器阶教及步长的选择敏感；基于正交频分复周的高速水声通信信号峰平功率比高，对频率偏移和多普勒非常敏感。针对这些问题，提出了单载波频域均衡高速水声通信方法．该方法计算量低，无峰平功率比问题，对频率偏移不敏感。仿真结果表明：单载波频域均衡方法具有抗固定相位偏移的能力，对高速水声通信具有很强的应用价值。     

基于多重渐消因子的自适应卡尔曼滤波器

现有计算渐消因子的自适应卡尔曼滤波器得到的通常是标量渐消因子,从而导致各滤波通道具有相同的调节能力,不利于提高滤波精度。针对〖JP3〗该问题,提出了一种利用估计均方误差和新息协方差估计值来计算多重渐消因子的方法,通过一组并行工作的基于限定记忆指数加权的新息协方差估值器来计算渐消因子,并根据估计均方误差把渐消因子分配给各滤波通道,从而提高自适应卡尔曼滤波器整体性能,仿真结果证明了所提方法的有效性。     

基于调制分集的MIMO DFT-S-OFDM系统

以离散傅里叶变换扩展正交频分复用（discrete Fourier transform spread orthogonal frequency division multiplexing，DFT-S-OFDM）技术为核心的单载波频分多址（single carrier frequency division multiple access，SC-FDMA）方案，已经成为第三代合作伙伴计划长期演进项目上行多址技术标准。提出了一种基于调制分集的多入多出（multiple input multiple output，MIMO）DFT-S-OFDM方案。该方案将调制分集和Turbo码相结合，有效利用时间分集和空间分集特性，在衰落信道下，既可以使系统具有较低误码性能，又可以获得较高的频谱效率。仿真结果表明，在最优旋转角度下，通过较小复杂度的增加，提出的系统与传统基于比特交织编码调制技术的MIMO DFT-S-OFDM系统相比，可获得明显的性能优势。     

Nakagami信道基于16APSK的加权信噪比估计算法

自适应编码调制(adaptive coded modulation, ACM)技术是一种提高无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)数据链吞吐量性能的有效方法,信道估计的准确性是决定ACM系统性能的关键因素之一,直接影响UAV数据链的吞吐量性能。首先对Nakagami衰落信道进行分析建模,推导了信号经过衰落信道后的表示方法。其次对Nakagami衰落信道下基于多进制数字相位调制(multiple phase shift keying, MPSK)的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)估计算法进行推导和分析,仿真结果表明三阶矩(third order moments, M3)SNR估计算法比传统的二〖JP2〗阶矩四阶矩(second and fourth moments, M2M4)SNR估计算法具有更好的估计性能。最后,针对Nakagami衰落信道下的现有估计算法对非恒包络调制信号估计性能差的问题,提出了一种适用于非恒包络的16阶振幅移相键控(amplitude phase shift keying, APSK)信号的加权SNR估计算法,该算法利用接收信号的先验信息和信号的阶矩关系进行SNR估计,具有复杂度低,估计精度高等优势。理论分析与仿真结果表明:所提出的算法可以有效地对16APSK调制信号进行SNR估计,且相比于M2M4算法,利用M3信息进行信道估计的加权SNR估计算法具有更高的估计精度。     

基于BICM-ID的多址接入协同中继系统的性能研究

为了提高联合网络编码调制在多址接入中继系统的上行链路衰落信道下的性能,提出了在中继节点处使用卷积码与16进制正交幅度调制改进集分割映射星座映射方式相匹配的联合编码调制方式,并在基站处设计了相应的迭代译码解调方案。通过衰落信道下系统误比特率的性能渐近限和外信息转移图的分析,证明了在衰落信道下,改进集分割映射在卷积码迭代译码方案下优于传统格雷映射方式。软件仿真结果也证明了在瑞利衰落信道下,改进集分割映射相对于传统格雷映射方法在误码率为10^-5时获得了4 dB的显著性能增益。     

基于SPW的LDPC码的仿真实现

在通信系统设计中，采用先进的仿真工具进行系统建模和仿真，已经成为复杂系统设计必不可少的环节。SPW是一个先进的通信系统建模、仿真工具，它具有非常灵活的自定义模块能力。LDPC码是近来出现的一种高效纠错编码，具有比turbo码更强的纠错能力。在介绍了LDPC码原理的基础上，将LDPC码封装为自定义模块，并在SPW环境中仿真了LDPC在AWGN信道和Rayleigh衰落信道下的性能，得到了预期的结果。     

16QAM调制下BICM-ID系统的最优多维映射

研究16QAM星座调制下比特交织编码调制迭代译码(BICM-ID)系统的多维映射设计.通过对渐进误比特概率的分析,得到用以映射设计的距离准则.进一步利用修正的分段二进制切换算法(MBSA)搜索,得到准静态瑞利衰落信道下渐进性能近最优的四维16QAM映射.仿真结果表明,采用四维16QAM映射的BICM-ID系统大幅改善了系统的渐进性能.     

改进的强跟踪飞机舵面快速故障诊断方法

针对多模型自适应估计(multiple model adaptive estimation, MMAE)方法适应突变故障能力差、多重渐消因子强跟踪算法滤波发散、故障条件概率计算量大等问题,提出一种改进的多重渐消因子强跟踪多模型自适应估计(strong tracking multiple model adaptive estimation, STMMAE)快速故障诊断方法。通过多重渐消因子提高了故障突变时滤波器的跟踪性能;通过改进一步预测协方差阵更新方程,保证了滤波器稳定性,提高了估计精度;采用基于欧几里得范数的飞机舵面故障概率快速计算方法,降低了故障概率计算量。对比仿真表明,该算法跟踪性强、速度快、精度高,具有较好的鲁棒性和稳定性。     

基于OFDM的宽带短波数据调制解调器的设计

介绍了一种基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术的宽带短波数据调制解调器的设计方案。为了消除短波信道的多径衰落现象,将OFDM、带内频率分集和Turbb乘积码用于调制解调器的设计中。在共信道干扰被抑制的前提下,这种数据调制解调器可在带宽为125kHz的短波信道上实现8KB/s、16KB/s和32KB/s的数据传输。对这种宽带调制解调器在典型短波信道中的性能给出了数值仿真结果。