瑞利衰落信道中增量中继协作分集网性能研究

协作分集是利用单天线的辅助节点组成虚拟天线进行通信的一项技术,它通过使用中继节点向信宿转发信源信息获得空间分集.与普通的协作分集相比,它限制中继只处理信道条件差的信号,从而可以节约信道资源.协作分集网可以利用目的终端的反馈信息提高信道利用率,当信宿端提供传错的反馈时,中继才会重传信源信号,并且将信源信号和中继转发的信号整合在一起.在这篇论文中,使用放大中继模式研究在独立的瑞利衰落信道中增量中继协作分集网的性能,并进行了仿真.结果表明:和普通的协作分集网相比,增量中继协作分集网降低了误码率,提高信道利用率.     

改进的集中式协作用户选择方法

针对协作分集系统中协作用户选择方法计算复杂度较高的缺点,提出了2种改进的协作用户选择方法--信道最优方法和非互惠信道最优方法.信道最优方法首先为信道最差的用户选择一个与其信道最优的用户作为协作伙伴,两用户互相作为对方的协作伙伴转发对方的信息,并且引入了2个信噪比门限来避免不必要的协作过程;非互惠信道最优方法是为信道最差的用户选择一个信道最优的用户作为协作伙伴,为其转发信息,而该协作伙伴则另外选择一个最优的用户作为自己的协作伙伴.仿真表明,在小区内的用户数达到50以上的时候,这2种协作用户选择方法在能量增益与最差链路优先匹配算法相当的基础上,可以省略复杂度为O(N2)的计算.     

OFDM系统中基于网络编码的协作传输技术

协作通信是一种能够有效对抗信道衰落,增加系统吞吐量的空间分集技术。网络编码技术在平衡网络负载,增强网络健壮性方面有着显著的能力。在频率选择性信道环境下,将网络编码技术联合协作传输用于OFDM系统,并针对协作用户间信道可靠和不可靠两种情况,分别分析了系统的中断概率。仿真显示该策略能够有效提高系统在频率选择性信道下的传输性能。     

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.     

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.     

基于OFDM的一种空时协作方案

根据OFDM子载波信道的相关性及协作分集的发送特点,利用协作的广播阶段,提出了可获得OFDM调制下多径增益的一种简单空时协作方案。在协作分集发送的不同时隙,将信号在相关性最小的子载波信道上传输,与传统协作方案比,该系统在不降低传输速率的情况下多获得一阶的分集增益。通过对中断概率的研究,给出了最佳的功率分配方案,并对系统理论误码率进行了分析。仿真结果表明该方案可以获得明显的性能增益。     

基于网络编码的协作分集技术研究

协作分集技术允许多个单天线的移动终端共享彼此的天线,形成了虚拟的多发射天线以得到分集增益,克服无线信道衰落。网络鳊码则能提高系统资源利用率和网络吞吐量,因此基于网络编码的协作分集则能同时获得分集增益和网络蝙码增益,受到越来越多关注。本文对现有的基于网络鳊码的协作技术进行概括分析,并提出自己的看法,探讨进一步研究的方向。     

基于协作分集的WiMAX上行链路性能增强研究

协作分集是一种新的空间分集技术,将协作分集应用到WiMAX系统中,与WiMAX的物理层核心技术OFDM结合起来,一方面可以利用OFDM技术提高频谱效率,有效地抵抗信道频率选择性衰落的影响;另一方面WiMAX可以利用协作分集获得分集增益,有效地提高整个系统的性能。通过仿真结果表明,加入协作分集的WiMAX系统相对于原始WiMAX系统获得了显著的分集增益,系统的误码性能得到了提高。     

干扰受限的增量型机会中继选择协作通信

协作通信让用户以协作的方式传输信息,是下一代无线通信系统为提升频谱效率所采用的关键技术之一。实际无线通信中的期望信号除了受到信道衰落和噪声的影响外,还可能受到来自其他用户同频信号的共道干扰。随着用户数的增加,大量的共道干扰就会取代噪声成为影响无线通信质量的主要因素,称为干扰受限。提出全网总功率约束条件下的增量型解码转发机会中继选择协作通信策略,并研究该策略在Nakagami/I.I.D.Nakagami信道衰落和干扰受限环境下的协作通信性能。理论分析和仿真结果表明,该协作策略能够在Nakagami/I.I.D.Nakagami信道衰落和干扰受限环境中有效抵抗信道衰落和共道干扰,实现协作分集增益。当源节点和中继节点的功率可以灵活调整时,合理的功率分配可以进一步提升协作通信性能。     

基于协作分集的WiMAX上行链路性能增强研究

协作分集是一种新的空间分集技术,将协作分集应用到WiMAX系统中,与WiMAX的物理层核心技术OFDM结合起来,一方面可以利用OFDM技术提高频谱效率,有效地抵抗信道频率选择性衰落的影响;另一方面WiMAX可以利用协作分集获得分集增益,有效地提高整个系统的性能。通过仿真结果表明,加入协作分集的WiMAX系统相对于原始WiMAX系统获得了显著的分集增益,系统的误码性能得到了提高。     

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.     

基于酉差分空时码的信道估计性能研究

介绍MMSE和LS算法的基本原理同时给出酉空时码的编解码原理,对基于OFDM的非盲信道估计与基于酉差分空时码的盲信道估计进行性能的仿真对比。其中非盲信道估计采用MMSE和LS算法,盲信道估计采用极大似然算法,通过误码率仿真曲线对比可以看出采用酉空时码的误比特率在大信噪比的环境下要明显好于采用MMSE和LS;而在小信噪比环境下,酉空时码的误码率与采用LS的信道估计的误码率基本一致。     

Differential space-time modulation based on orthogonal design for cooperative network

Differential modulation was widely used for wireless networks in which channel estimation was difficult. Based on orthogonal design, a novel distributed differential space-time coding/decoding scheme for M-PSK modulations was proposed, which had a high code rate of 2/3 and second-order diversity for the two-user cooperative networks. The performance of decode-and-forward (DF) protocols was evaluated. Simulations show that the differential space-time modulation scheme in this paper has better bit error rate (BER) performance or higher code rate than the schemes proposed by Tarasak and Wang when interuser channel states are good enough. The impacts of transmission error between two users for the whole system BER performance were also investigated.     

抗信道快变的酉空时星座设计

分析了移动台以不同大小速率移动时,信道衰落系数在同一分组长度内的快变性。通过计算机仿真分析发现：酉空时码的误码率随着信道衰落系数自相关函数的减小而恶化,且随分组长度增大而加深恶化。在系统化酉空时星座设计方法的基础上,提出了一种抗信道快变的酉空时星座设计方案。仿真结果表明：该方案可有效地缓解由于信道快变而引起的误码率恶化问题。     

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.     

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。     

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。