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.     

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.     

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.     

基于旋转矩阵的差分酉空时编码调制

针对传统的差分酉空时编码调制在高信噪比(大于10dB)时,性能仍不理想的问题,引入旋转矩阵思想,提出了一种新的差分酉空时调制星座图的设计方法.该方法设计的非群星座图,比传统的循环群码有更大的分集乘积,因而理论上有更好的性能.同时可以通过对该方法进行简化来降低计算复杂度:当星座图的大小为偶数时,该算法可以简化为3个参数.仿真结果表明,在BER(Bit Error Rate)为10-4的情况下,用新提出的方法设计的差分酉空时码的性能比循环酉空时码的性能要好近1dB.     

一种改进的差分酉空时编码技术

差分酉空时码不需要任何信道状态信息，在通信终端处于高速移动环境下的快变衰落信道中仍能保持较好的性能。传统的差分酉空时码仅考虑了单电平发射功率，限制了高信噪比时性能的提高。通过在码字内引入多电平相位因子，提出了一种两发射天线以上的多电平差分酉空时码星座构造方案，扩大了码字之间的最小距离，提高了星座的分集乘积。仿真结果表明在译码复杂度略高的情况下改进方案的性能比传统差分酉空码有明显的改善。     

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.     

循环冗余校验CRC的分析及硬件实现

为保证数据传输的正确性,需要对通信过程进行差错控制.循环冗余校验CRC由于编码简单、误判概率低,在通信系统中得到了广泛的应用.介绍了循环冗余校验码的基本原理,重点分析了其硬件电路的实现方法,并在此基础上用VHDL语言设计了CRC编码程序,给出了应用于通信系统中的仿真结果.     

基于Cayley变换的酉空时调制技术研究

酉空时调制技术无需信道状态信息,尤其适用于快衰落信道.针对经典酉空时调制的译码计算量过大的问题,文章提出基于Cayley变换将Hermitian矩阵映射为酉矩阵,从而实现酉空时调制的算法.理论推导得出该方案的实现算法.     

一种采用空时网络编码的多向中继通信方案

针对多用户中继通信网络在单天线场景下多源信息交互效率较低的问题,提出了一种采用空时网络编码(STNC)的多向中继通信方案。由于STNC编码向量具备可识别条件,能够将多个用户的调制信号合并为一个高阶调制信号,且合并前后的信号一一对应,因此该方案可利用STNC编码向量和预均衡技术来区分N(N3)个用户的信息,能够保证用户在多周期传输方案中获得满分集增益。当系统结构对称时,该方案在系统总发射功率相等的情况下,可平均分配中继和用户之间的功率,使系统误符号率(SER)性能最优。此外,推导了该通信方案的平均吞吐量,指出其系统自由度是传统的单向中继(OWR)方案的N/(N-1)倍。实验结果表明:该方案能够获得满分集增益,与传统的双向中继方案相比显著提高了系统在衰落信道中的误码性能;当N为4和6时,在高信噪比条件下,该方案的平均吞吐量相对OWR方案分别提高了33%和20%。     

循环冗余校验算法分析和实现

在网络中传输报文时,噪声干扰或传输中断等因素往往使接收端收到的报文出现错码。为了及时可靠地把报文传输给对方并有效地检测错误,需要采用差错控制。循环冗余校验CRC（Cyclic Redundancy Check）是由分组线性码分支而来,其主要应用是二元码组。循环冗余校验CRC编码简单且误判概率很低,在通信系统中得到了广泛的应用。文中详细介绍了循环冗余校验CRC的差错控制原理及其实现方法。     

一种新型的多址接入中继协作方案

现有多址中继协作方案的编码增益有限且用户之间不能相互辅助,为此,文中提出了一种结合网络与信道编码的多址中继协作方案:在中继端利用网络编码将不同用户的编码冗余同时转发,目的端通过对某个用户信息的正确译码恢复出其他用户的编码冗余.通过对译码错误事件概率的分析,推导了该方案的中断率与误码率近似值表达式.仿真结果表明,随着信噪比的提升,文中方案可获得比编码协作更好的中断率和误码率性能,同时信噪比较高的用户还可辅助提升信噪比较低的用户的性能.     

一种低解码复杂度的全分集全码率空时编码

针对Beyond 3G MIMO系统下行链路中发射天线数大于接收天线数的特点,通过构造码字结构,根据编码增益的表达式,得到具有高编码增益的参数,提出了一种适合于4根发射天线、具有低解码复杂度的全分集全码率空时编码方法.该方法具有编码增益高、误码性能好和解码复杂度低等优点.仿真结果表明,与传统的空时编码方案,如酉空时码、空时分组编码和全分集全码率空时编码方法相比,新编码方法具有很好的误码性能,同时具有很低的解码复杂度.     

下行链路基站协同蜂窝系统中的功率分配和干扰消除方法

蜂窝间干扰是无线蜂窝网络中一个重要的性能瓶颈, 基站协同可以消除小区边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰, 提高蜂窝系统的性能和频谱效率. 针对下行链路基站协同通信系统, 提出一种信道衰落补偿功率分配方法, 以及内部联合分布式空时编码(inner joint distributed space-time coding, IN-J-DSTC) 基站协同传输方案, 以抑制蜂窝边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰. 仿真结果表明, 该方法可以根据信道状况, 在源基站及协同基站间自适应地分配信号发送功率, 同时明显消除蜂窝边缘用户所受到的蜂窝间干扰, 从而显著地提高系统的误码率性能.     

基于矢量量化和可变长编码的联合信源信道编码

提出了一个在噪声信道中对可变长信源编码码流传输提供有效差错保护的联合信源信道编码方案，利用信源编码器输出中的残留冗余为传输码流提供差错保护。该方法基于改进的联合卷积软解码以及采用非霍夫曼码的通用可变长码(UVLC)，更接近于一般的信源和信道编码方法，并且信源符号集的大小也不受限制。仿真结果表明，文中提出的联合编码系统可获得比传统的分离编码系统更高的性能增益。     

用于宽带无线通信的空时频编码OFDM技术

为进一步改善频率选择性衰落信道下的空时编码系统性能，提出了一种系统误码性能更为优越、功率效率更高的空时频编码OFDM(COFDM)技术．该技术采用子载波分组与线性预编码方案，通过适当的子载波分组，可以保证系统获得最大的分集增益，并使系统编译码的的复杂程度大为降低；同时将空时格栅码(STTC)与空时分组码(STBC)相结合，使得系统在获得最大分集增益的前提下，具有良好的编码增益；最后引入功率配置来进一步改善系统误码率性能和提高功率效率．仿真结果表明，该方案具有良好的系统误码率性能和较高的功率效率．     

能量均衡的协作中继选择算法

为了最大化协作多中继通信系统的网络寿命,研究了在放大-转发(amplification-forward, AF)中继协作方式下网络寿命的折中优化问题,提出了一种最优能量均衡(optimal energy equilibrium, OEE)的中继协作节点选择方案。通过对AF中继每一跳接收端信噪比(signal noise rate, SNR)的计算,推导了AF两跳中继目的终端的误码率表达式,同时联合节点的剩余能量信息和信道状态信息(channel state information, CSI),利用能量均衡的思想,合理引入和设置优化因子来有效选择转发中继,延长网络寿命。理论分析和仿真结果表明,相比CSI中继选择和模糊综合评价(fuzzy comprehensive evaluation, FCE)中继选择方案,提出的中继选择方案不仅有效地提高了系统的网络寿命,而且在相同信噪比的情况下误码率性能有明显的改善。     

基于MMSE的声码器解码算法

为满足在高误码率的窄带信道上进行语音通信的需求 ,研究了一种适用于甚低速率语音通信的抗误码参数估值算法。基于一定的解码状态 ,声码器通过最小均方误差(MMSE)估计的方法估计最优参数 ,充分降低信道误码对重建语音质量的影响。对于解码状态参数 ,通过计算最大后验转移概率的方法作最佳估计 ,并给出了一种简化的估计方法。这种抗误码算法计算量小 ,算法复杂度低。仿真结果表明 ,在不同误码率下用该算法恢复出的重建语音 ,不论客观评价或是主观评价 ,其质量都要优于传统的帧删除掩盖方法     

MIMO-OFDM双向多中继选择的网络资源优化

为加强多输入多输出-正交频分复用(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)双向中继系统的频域和空间复用增益,研究放大转发(amplify-forward,AF)协议下的中继系统模式,提出一种双向信道的预编码矩阵,能够将复杂的双向MIMO-OFDM信道划分为多个独立的物理层网络编码(physical network coding,PNC)子信道.在此基础上,将系统扩展至多中继,并提出在已有的频域子载波和空间子信道的最佳配对方案下,以最大化用户接收信号信噪比为准则,为每组配对方案分配合适的中继来改善中继网络的性能.通过联合优化的中继选择策略,单节点功率约束条件以及拉格朗日对偶方法,获取优化的系统资源分配方案.仿真结果证明,所提算法较一般功率分配方法带来的性能增益随着中继的增加,增益幅度随之增加.