基于STBC-OFDM的非协作虚拟MIMO传输策略

针对多用户配对虚拟MIMO(multiple input multiple output)安全性差、对信道估计器依赖性强的问题,在分析理想MIMO系统和多径SISO(single input single output)系统本质关系的基础上,提出一种基于空时分组编码STBC(space-time block coding)和正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的非协作式虚拟MIMO传输策略.在发送端,为了获得最佳发射分集增益,利用信道循环矩阵奇异值分解(singular value decomposition,SVD)后得到的左酉矩阵进行预编码;在接收端,为了获得平行子信道传输效果,提出一种基于低复杂度线性STBC译码和傅里叶变换预解码的非协作虚拟MIMO接收方案.该虚拟MIMO在收发两端均无需信道瞬时信息,以非协作方式在单天线内模拟多天线收发效果.仿真分析结果表明该虚拟MIMO系统能有效逼近实际理想MIMO的系统容量和误比特率性能,显著降低了虚拟MIMO系统的检测门限.该结果验证了其有效性和优越性.     

STC-OFDM系统中一种导频辅助的信道估计方法

提出了一种空时编码OFDM系统中基于导频辅助信道估计的方法．在采用Nt个发送天线的系统中，通过假设信道在连续Nt个OFDM符号持续时间内不变，并选择适当的导频符号值可消除不同发射天线之间的干扰，从而每对收发天线之间的信道可利用单输入单输出OFDM系统的信道估计方法进行独立估计．该方法尤其适用于空时分组编码OFDM系统．     

光MIMO-OFDM预编码矩阵优化

由于水下非成像光多输入多输出正交频分复用(multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)通信系统采用强度调制-直接检测的通信方式,缺失频率和相位分量,不同光源的光束在接收端相互叠加,因此其信道相关性强,误码率(bit error rate,BER)高。针对这一问题,提出一种基于非成像光MIMO-OFDM接收信号欧氏距离的预编码算法。假设发送端预知信道状态信息,在满足光信号非负性和总功率受限的约束下求解最优预编码矩阵,通过对不同光源分配不同的功率实现最大化接收信号的最小欧氏距离。系统发送端通过预编码矩阵对信号进行预编码,接收端通过最大似然方法对最大化欧氏距离的接收信号进行解码。仿真结果表明,与基于奇异值分解的光MIMO预编码算法相比,提出的算法在总功率不变的前提下,进一步降低了非成像光MIMO-OFDM系统误码率。     

MIMO-OFDM系统中的空时频编码技术

为进一步改善OFDM系统性能,在研究循环延迟空时频(STF)编码和正交预编码STF编码技术的基础上,提出在这两种STF-OFDM系统中采用多个天线接收信号,给出了基于算术平均和最大似然准则的多天线接收解码算法.对两种系统性能进行了仿真和比较,结果表明,采用文中提出的多个天线接收方式,两种STF-OFDM系统性能都有改善,循环延迟和正交预编码STF-OFDM系统性能分别改善4.5dB和2.7dB.正交预编码STF-OFDM系统比循环延迟STF-OFDM无论是系统性能、数据传输效率还是系统复杂度以及成本等方面都要好.     

大规模MIMO系统中基于DFT信道估计的导频污染消除方案

在大规模MIMO系统中,当基站不存在协作时,随着基站天线数的无限增加,快衰落效应和非相关噪声都能被平均掉,导频污染成为制约大规模MIMO系统性能的瓶颈。基于此,本文提出了一种基于离散傅立叶变换(DFT)信道估计的导频污染消除方法,在时域信道冲击响应中通过DFT和IDFT变换把有用的信号长度之外的污染信号当成一个样本,利用有用信号之外的污染信号样本生成一个阀值,通过引入这个预设的判决阀值,筛选出有效的信道冲击响应,消除导频污染造成的干扰。改善了信道估计的性能。仿真结果表明,在大规模MIMO系统的信道环境下,本文提出的方法可以进一步提高信道估计的精度,提高大规模MIMO的性能。     

具有等增益子信道的MIMO多用户分集系统性能分析

针对收发两端已知信道状态信息的多用户多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统,研究基于几何均值分解(GMD)的MIMO多用户分集性能.该算法将基站和用户之间的MIMO信道分解为等增益的并行子信道,其自适应编码调制的复杂度低.借助Wishart随机矩阵理论导出多用户平均容量表达式,所得的表达式简洁、易于计算.研究表明,当参与调度的用户数足够多时,系统随着天线数的增加而获得的容量增益随用户数的增长而趋于饱和.     

基于OFDM调制方式下的协作分集方式性能仿真

协作分集在无线通信中应用极其广泛,正交频分复用技术(OFDM)鉴于自身优势,在系统的频谱利用率、功率利用率、系统复杂性等方面具有很强的竞争力.首先介绍了协作分集中的两种协作方式与OFDM系统框架,对比分析了解码转发与放大转发在实现各自转发上所具有的优缺点;对比分析了CRC编码OFDM系统与卷积码编码OFDM系统仿真性能,决定采用卷积码实现OFDM协作分集中解码转发法(decode and forward,DAF)的编解码,并对OFDM协作分集的两种协作方式进行了系统仿真.仿真结果表明,加入协作分集的OFDM系统,获得了显著的分集增益,系统性能得到提高.     

MIMO-OFDM系统中基于二维散布导频信道估计

MIMO—OFDM技术将OFDM与空时编码技术有机的结合在一起，能够大幅度的提高无线通信系统的信道客量和传输速率，并能有效的抵抗多径衰落、抑制干扰和噪声。本文详细讨论了在MIMO—OFDM系统中基于二维散布导频信道估计算法，并重点阐述了导频形式的选择准则，最后结合计算机仿真分别验证了算法的有效性。     

大规模MIMO网络中基于时间反演的预编码技术

针对大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)网络中随基站天线数目与用户终端数目增多而引发的用户间干扰(inter user interference,IUI)问题,提出一种面向大规模MIMO的时间反演(time reversal,TR)预编码抗干扰技术。该方法在MIMO系统中先后历经信道探测、多径信道建模、干扰信道分析以及信道预编码矩阵设计,实现时间反演预编码信号在多径信道中IUI抑制传输,一方面在时间反演技术基础上进行信道优化,利用时间反演技术的时空聚焦性实现能量聚焦;另一方面利用迫零预编码技术降低大规模MIMO系统中用户间干扰与共道干扰。MATLAB仿真结果验证了基站天线数目、用户端终端数目对于大规模MIMO系统性能的影响,结果证明,时间反演预编码抗干扰技术可以使平均误比特率减小,并显著提高信干噪比和大规模MIMO系统的可达速率。     

分层空时OFDM系统中多用户检测技术

提出了一种分层的空时正交频分复用(OFDM)系统结构,将分层的空时分组编码(STBC)应用于OFDM系统中,可在多输入多输出(MIMO)信道上提供分集增益并对抗频率选择性衰落的影响.在接收端采用一种层干扰抑制和干扰隐藏算法以克服多用户间的干扰,在分别解码每一层时抑制其他层的信号,然后在解码其他层时去除前面已解码层所产生的影响.利用该方法可在宽带无线信道上实现多用户可靠的高速通信.仿真结果表明,该系统具有很好的多用户传输性能.     

编码分组空时块码多入多出正交频分复用系统中的迭代接收机

针对编码分组空时块码(G-STBC)多入多出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统,提出了一种联合MIMO检测和信道译码的迭代接收机,其中MIMO解调器采用基于软符号并行干扰消除(PIC)和瞬时最小均方误差(MMSE)滤波的软入软出MIMO检测算法,不仅适用于M-PSK调制,也适用于M-QAM调制.仿真验证了文中迭代接收机在多径衰落信道中的高效检测能力.     

基于LDPC-OFDM系统的短波多基地接收协作算法

基于LDPC-OFDM系统设计了适用于短波信道的多基地接收协作算法,该算法提出了基于概率测度的信息合并的LDPC协同译码策略。系统模型中的中心台,利用其接收的来自中继台的多路信号来修正其接收到信息的初始化消息,将协作通信技术和LDPC的迭代译码有机地结合,从而有效地实现分集增益和编码增益。仿真表明,多基地接收方案相对于直接传输策略具有显著的性能提高,在误码率达到10_-3时,DF转发策略的译码性能相对于AF的译码性能约有0.7dB的编码增益。     

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.     

基于对称扩展DFT变换的OFDM系统信道估计方法

针对OFDM系统提出一种基于对称扩展DFT变换的信道估计方法.所提方法通过对初始最小二乘估计进行对称扩展DFT变换,并在变换域进行MMSE滤波以获得更为精准的信道估计.与传统DFT变换相比,对称扩展DFT变换可以降低信号边界上的不连续性,具有更好的能量集中特性和更低的频谱泄露.仿真结果及复杂度分析表明,所提方法可以在不明显增加计算复杂度的同时,有效改善实际OFDM系统中虚载波引起的频谱泄漏问题,提高边缘子载波信道估计的性能.与传统DFT变换信道估计方法相比,只需扩展较少的点数,即可获得2dB左右的性能增益,且随扩展点数的增加,所提方法的性能逐渐逼近DCT信道估计性能.     

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．     

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.     

短波信道下联合LDPC译码的OFDM系统迭代信道估计方法

克服短波信道的频率选择性衰落的关键是准确的信道估计,本文针对短波信道的慢衰落特性,提出了短波信道下联合LDPC译码的OFDM系统迭代信道估计方法,该方法根据迭代估计的思想,首先利用插入导频进行信道初始估计,经过LDPC译码产生可靠的判决信息,通过在信道估计和译码之间迭代地交换信息来完成联合信道估计和译码,提高OFDM信道估计的精度和系统的误码率性能。     

级联LDPC编码的协作MIMO系统研究

为满足无线传感器网络应用MIMO技术的需求,构建了基于分簇的协作MIMO系统,并对传输过程进行了分析.针对系统受发射端簇首节点与协作节点之间信道质量影响较大,存在误码传播的问题,设计了级联LDPC编码的协作MIMO系统,详细分析了接收端LDPC分层译码算法的实现过程.仿真了簇首节点与协作节点之间相同信噪比情况下不同天线数目的误码性能,簇首节点与协作节点之间不同信噪比情况下相同天线数目的系统性能和2发1收、2发2收级联LDPC编码的协作MIMO系统性能,可以推广到多发多收系统.仿真表明:级联LDPC编码的协作MIMO系统可以有效地解决协作MIMO系统误码传播的问题,显著的提高协作MIMO系统的性能.并且仿真中接收端采用的LDPC分层译码算法,在相同仿真条件下,与传统的BP译码算法相比,收敛速度更快,纠错性能更好.     

基于低速率语音的自适应联合编码调制方案

为了在时变衰落的高误码率无线信道上进行实时可靠语音通信,提出了一种基于低速率语音的自适应联合信源信道编码与调制传输方案。该方案根据对合成语音质量影响程度不同自适应地将语音参数划分为不同重要性级别,配合采用不同效率的速率匹配的删余卷积码(rate compatible punctured code,RCPC)进行保护,在正交频分复用(orthogonal frequency division modulation,OFDM)系统的不同子信道上进行传输。各参数均根据当前信道的噪声水平跟踪动态调整,子信道的瞬时噪声根据RCPC译码前后序列符号改变情况进行估计。仿真结果表明:在Nakagami-m时变衰落信道下,该自适应联合编码调制方案可以很好地适应信道地时变衰落特性,在恶劣的信道条件下提供良好的合成语音质量,相对传统分离传输方案,误码率降低20%-30%,语音合成质量明显提高。