Efficient spread space-time block coding scheme in multiple antenna systems

1 .INTRODUCTIONRecently ,an intense interest has focused on wire-less systems that can provide good quality and highdata rate .Space-ti me coding is an i mportant tech-nique that can i mprove system performance at fa-ding environments by obtaining diversity gains andcoding gains in multiple antenna systems .To make multiple antenna system practical ,methods that can obtain diversity gains with mod-erate complexity and provide acceptable bit errorrate ( BER) performance are investigated i…     

Raptor码在下行协作无线蜂窝系统中的研究

不同于传统的采用固定码率编码的协作中继系统,在发送端不知道信道状态信息(channel state in formation,CSI)时,提出协作蜂窝系统下行链路中使用无限码率Raptor码及分布式空时分组码(distributed space-time block code,DSTBC)的新方案,并研究该方案有效性、可靠性和健壮性的问题。理论分析和仿真结果证明,当发送端不知道CSI时,结合应用Raptor码和DSTBC,即使在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)环境中仍能降低总传输时间及能量消耗,给无线蜂窝系统带来显著的性能增益。     

大规模MIMO系统中分布式压缩感知LMMSE信道估计

大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统中,信道估计算法复杂度随着基站侧天线数量的增加而急剧增加,针对需要在信道估计算法复杂度与算法性能之间进行折中的问题,提出分布式压缩感知线性最小均方误差(distributed compressed sensing linea...     

Multi-dimensional blind separation method for STBC systems

Intercepted signal blind separation is a research topic with high importance for both military and civilian communication systems. A blind separation method for space-time block code （STBC） systems is proposed by using the ordinary independent component analysis （ICA）. This method cannot work when specific complex modulations are employed since the assumption of mutual independence cannot be satisfied. The analysis shows that source signals, which are group-wise independent and use multi-dimensional ICA （MICA） instead of ordinary ICA, can be applied in this case. Utilizing the block-diagonal structure of the cumulant matrices, the JADE algorithm is generalized to the multidimensional case to separate the received data into mutually independent groups. Compared with ordinary ICA algorithms, the proposed method does not introduce additional ambiguities. Simulations show that the proposed method overcomes the drawback and achieves a better performance without utilizing coding information than channel estimation based algorithms.     

基于LDPC码与星座旋转准正交STBC的级联编译码方法

在4×4多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统中,为了同时达到全分集增益和全速率数据传输,进而达到降低系统误码率及提高系统可靠性的要求,提出将低密度奇偶校验(low density parity check, LDPC)码与基于星座旋转的准正交空时分组码级联的编码方案,并找出了在全数据传输速率的前提下能够获得满分集增益的最优旋转角度。仿真结果表明,该级联编码方案误码率低于传统的LDPC编码与空时分组码级联的编码方案,在误码率为10^-5的情况下,比LDPC码与正交空时分组码级联的编码方案有8 dB左右的增益。     

多用户条件下利用信道信息结合发送分集的空时编码

给出了多用户条件下利用扩频结合空时编码传输信号的系统模型,然后利用多用户与基站之间的信道冗余,通过提出的天线优选模型对信道进行选择,经优选后的系统,从整体上提高了误码率性能。理论分析和仿真结果表明,该方法具有较好的性能和较强的实用性。     

High-resolution swath bathymetry using MIMO sonar system

For increasing the cross-track resolution, the multiple input multiple output （MIMO） technique is introduced into the swath bathymetry system and a new swath bathymetry approach using MIMO sonar is proposed. The MIMO sonar is composed of two parallel transmitting uniform linear arrays （ULAs） and a receiving ULA which is perpendicular to the former. The spacing between the two transmitting ULAs is equal to the product of the receiving sensor number and the receiving inter-sensor spacing. Furthermore, two narrowband linear frequency modulation （LFM） pulses, sharing the same frequency band but with opposite modulation slopes, are used as transmitting waveforms of the two transmitting ULAs. With such an array layout and transmitting signals, the MIMO sonar can sound a swath with the cross-track resolution doubling that of the traditional multibeam sonar using a Mills cross array. Numerical examples are provided to verify the effectiveness of the proposed approach.     

基于卷积神经网络的串行空时分组码盲识别算法

针对多输入单输出(multiple input single output, MISO)系统中的空时分组码(space-time block code, STBC)盲识别问题, 提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的串行STBC识别方法。首先, 结合STBC识别问题提出了基本CNN (CNN basic, CNN-B)框架; 然后在分析STBC相关性的基础上, 针对空间复用和Alamouti信号混叠问题, 设计了基于相关性的CNN (CNN based on correlation, CNN-BC)模型; 最后将STBC数据集输入到网络模型中, 完成网络的训练和识别测试。仿真结果表明, 相比于基于特征提取的传统算法, 该方法将可识别的STBC扩展到了6种, 并且在低信噪比下的识别准确率更高, 识别过程可控制在微秒级别, 具有较高的工程应用价值。     

突出重点目标跟踪的分布式MIMO雷达阵元选取

在分布式多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达执行目标检测和跟踪多任务时, 为了在多个目标中突出对重点目标的跟踪, 提出了基于改进公平起点搜索的阵元选取模型与求解算法。在限定目标检测性能、跟踪性能和系统资源的前提下, 以最小的阵元集合为代价函数, 建立优化模型。为在同一框架下讨论系统的不同性能指标, 对参数进行预处理, 将表征跟踪性能的位置估计误差界进行去量纲化、归一化处理。分别引入表征目标重要程度和任务重要程度的权重因子, 得到表征系统综合性能的参数。遍历每一个初始阵元对, 逐次增加对系统贡献最大的阵元, 最终完成阵元集的选择。仿真结果表明, 所提算法能够提供接近穷举算法的性能并有效降低系统计算量。     

基于块稀疏矩阵恢复的MIMO雷达扩展目标高分辨成像算法

针对现有多输入多输出(multiple input multiple output,MIM O)雷达稀疏恢复成像算法中存在的运算量大、对扩展目标成像质量低的问题,提出一种基于块稀疏矩阵恢复的MIMO雷达扩展目标高分辨成像算法,通过引入目标块稀疏特征,提高对空间扩展目标的成像质量.首先,通过构造距离向和方位向感知矩阵,建...     

瑞利衰落信道下多天线系统格形码调制性能分析

下一代高速无线数据传输大多采用多输入多输出(MIMO)信道传输。采用格形码TCM调制,在瑞利衰落信道下,可改善误码性能,用公式法导出在瑞利衰落信道下,MIMO格形码调制系统的误码率性能界限,有利于采用实际方案的选择。采用平均最小自由欧氏距离估计误比特率,得到误比特率的封闭式表示,通过计算机模拟,在高信噪比情况下,这种估计方法与实际情况非常接近。     

分布式MIMO系统中基于矩阵分割的检测算法

针对分布式多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统中由于收发天线在地域上的离散分布所引起的异步接收问题,提出了一种基于矩阵分割的串行检测算法。该算法先从等效信道矩阵中划分出较小的矩阵,然后在此矩阵内进行检测。检测出的结果,部分用于干扰消除,部分用于和之后的检测结果合并。最后,从干扰消除后的信道矩阵中再划分矩阵,重复检测步骤,直至所有信号被检测出。在瑞利衰落信道下的计算机仿真表明,该算法与已有的分布式天线下的排序干扰对消(distributed antenna ordering successive interference cancellation, DA-OSIC)检测算法相比,可支持信号的连续发送,且随着发送序列的增长,算法性能逐步逼近DA-OSIC算法,并具有较低的计算复杂度。     

相关瑞利信道环境下空时编码系统性能分析

主要研究了空时编码系统在相关瑞利衰落信道和高斯噪声环境下的性能。基于Karhunen Loeve去相关变换,将相关的系统子信道系数向量投影到另一组元素间不相关的系数向量。根据所得的去相关的系数向量,得到了系统误码率的解析表达式。同时,将误码率公式表示为有利于数值计算的一元有限积分形式,推广了熟知的不相关瑞利衰落环境下的系统误码率公式。对所得理论结果进行数值仿真,结果表明相关性使系统编码增益降低1～2dB。     

Optimal MMSE successive interference cancellation in group-wise STBC MIMO systems

1.INTRODUCTIONInformationtheoryshowsthat a multiple-input multi-ple-output(MI MO)communication systemcan effi-ciently increase system capacity in rich scatteringwireless channel environment without additional pow-er and frequency spectrumrequirement as traditionaltechniques need[1,2].Transmission schemes based onMI MO typically fall into two categories:data ratemaxi mization schemes and diversity maxi mumschemes.The representative of the first category isBell laboratories layered space…     

基于博弈论的自适应波束成形算法

针对自适应波束成形算法中用户之间的动态相互干扰,提出了一种基于博弈论的自适应波束成形算法,构建了波束成形博弈算法数学模型。该算法将不同用户的发射权值调整描述为一个多用户的博弈过程,通过数学推导论证了基于博弈论的自适应波束成形算法纳什平衡点的存在性和唯一性,设计了收敛的发射权值更新算法。通过仿真实验验证了算法的性能以及讨论了代价因子、可调参数和收敛精度等参数对算法的影响。     

分布式MIMO-OFDM系统中的时频同步

针对分布式多输入多输出〖CD*2〗正交频分复用系统,提出一种新的训练序列及时频同步方案。在定时同步方面,它首先利用训练序列的时域共轭对称性完成粗定时同步,在此基础上进一步通过接收信号与本地时域训练序列移动相关完成细定时同步;在频率同步方面,它首先在时域利用接收信号相位差估计小数倍频偏,然后在频域利用训练序列良好的自相关性估计整数倍频偏。该方案不仅能够同时估计出各收发天线对之间的定时偏移和频率偏移,而且估计性能良好。     

基于多观测向量块稀疏的MIMO雷达非理想正交波形成像

基于稀疏恢复的多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达波形分离方法,能够代替匹配滤波,提高MIMO雷达非理想正交波形分离效果,对目标高分辨成像。但由于目标像稀疏性较弱,多观测向量(multiple measurement vector, MMV)稀疏恢复算法的效果有限。通过调整感知矩阵发掘目标像的块稀疏性,提出了一种基于块稀疏的MMV稀疏重构算法来提高成像质量。首先采用改进的复合三角函数(improved composite trigonometric function, ICTF)作为平滑函数近似l₀范数,然后将其扩展到基于块稀疏的MMV模型,最后通过自适应调整正则化参数提升算法稳健性。通过实验验证了该算法在不同稀疏度、不同信噪比下的重构性能,仿真分析了其应用于MIMO雷达对多散射点目标模型的成像效果。仿真结果表明,所提算法能够更好地提高成像质量。     

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。     

基于多观测向量块稀疏的MIMO雷达非理想正交波形成像

基于稀疏恢复的多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达波形分离方法,能够代替匹配滤波,提高MIMO雷达非理想正交波形分离效果,对目标高分辨成像。但由于目标像稀疏性较弱,多观测向量(multiple measurement vector, MMV)稀疏恢复算法的效果有限。通过调整感知矩阵发掘目标像的块稀疏性,提出了一种基于块稀疏的MMV稀疏重构算法来提高成像质量。首先采用改进的复合三角函数(improved composite trigonometric function, ICTF)作为平滑函数近似l₀范数,然后将其扩展到基于块稀疏的MMV模型,最后通过自适应调整正则化参数提升算法稳健性。通过实验验证了该算法在不同稀疏度、不同信噪比下的重构性能,仿真分析了其应用于MIMO雷达对多散射点目标模型的成像效果。仿真结果表明,所提算法能够更好地提高成像质量。