网格编码调制与空时块码的级联和空时格码的比较

介绍了空时编码,阐述了正交空时分组编码的编解码过程及其与网格编码调制相结合的系统,并对空时分组编码、空时格栅编码、网格编码调制和空时分组编码级联这三者在相同的发送功率、相同的信息速率和相同的频带利用率的条件下的BER(误比特率)性能进行了比较,得出简单的网格编码调制和空时分组编码级联后的系统,可以比同复杂度甚至更高复杂度的空时格栅编码系统节省SNR(信噪比)。结论是针对两根发送天线和一根接收天线的,但对于更多天线的无线系统同样适用。     

空时编码技术

本文首先对空时编码系统进行了建模,在此基础上推导了慢瑞利衰落信道下的空时编码的设计准则,为我们设计高性能的空时码字提供了理论依据。     

一种新的超准正交空时网格码及性能分析

提出了一种新的超准正交空时网格码(SQOSTTC),这种新的超准正交空时网格码是在一种基于旋转因子的准正交空时分组码的基础上提出的,它可以取得全速率和完全分集,并且不增加编码和解码的复杂度.本文通过分析编码增益距离(CGD)和成对差错概率,对新的超准正交空时网格码的性能进行了分析.理论分析和仿真实验结果表明,在相同的频谱利用率下,本文提出的超准正交空时网格码比Jafarkhni等人提出的超准正交空时网格码的性能有明显的提高.     

基于多种调制方式的超宽带空时网格编码

为结合多入多出系统和超宽带的优点来实现高速高效的传输,将空时编码技术应用于超宽带系统中,讨论了基于脉冲位置调制(PPM:Pulse-Position Modulation)、脉冲幅度调制(PAM:Pulse-Amplitude Modulation)以及双正交调制3种不同方式的超宽带空时网格编码方案。考虑在发送和接收端已知信道状态信息,分别建立了3种方案的发射接收模型。仿真结果表明,在高斯信道和IEEE802.15.3a信道条件下,采用PPM的超宽带空时网格编码方案的性能都远优于其他两种方案,当信噪比为8dB时,误码率降低10~100倍。进一步考虑在存在多用户干扰条件下,该系统性能随用户数的增加而下降。     

空时编码多载波码分多址系统上行空时信道盲估计

针对当前空时编码系统利用训练序列求解信道信息将导致频谱资源浪费和系统用户容量下降这一问题,提出了宏蜂窝体制下基站使用均匀线阵空时编码多载波码分多址系统的上行空时信道盲估计算法.该算法构筑了蕴涵用户空时信道和波达方向的辅助矩阵,通过对该辅助矩阵进行特征分解得到了相应于每个用户的信号子空间,进而通过对该信号子空间进行奇异值分解实现了无需训练序列的空时信道的盲估计,节省了频带资源.仿真结果表明,该算法可以通过增加基站阵元数目使用户容量达到系统活动用户数的上限,并且信道估计的均方误差对用户数表现出鲁棒稳定性.     

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.     

衰落信道中空时网格码成对差错概率的研究

为获得衰落信道中空时网格码(STTC)的性能估计,对STTC的成对差错概率(PEP)进行了研究.利用矩母函数(MGF)分析方法,推导出对于Rician和Nakagami-m不同衰落信道条件下STTC的PEP的单变量积分形式的准确表达式,并且分别对快衰落和慢衰落信道下PEP的性能进行了分析.研究表明,利用PEP单变量积分形式能够更精确地估计STTC的性能.     

空时分组码在时变衰落信道中的性能

从实用性出发,对空时分组码在时变衰落信道中的性能进行了研究.采用SIMULINK仿真工具构造了时变衰落信道的仿真模型,模型由信道、发射端和接收端组成:信道部分由多径Rayleigh信道和高斯白噪声构成;发射端由信源、串并转换器、调制器、空时分组编码器和功率分配模块构成;接收端由信号合并、最大似然译码器、调制解调器和误比特率计算模块组成.仿真结果表明:在平坦慢衰落信道中,STTD性能比单收发系统的性能有很大提高,并且随着SNR的增大,STTD性能的提高幅度增大;在平坦时变衰落信道中,随着最大多普勒频移的增大,STTD性能有所下降,尤其是在大信噪比条件下,性能下降得更明显.     

Rayleigh信道空间相关及其对空时码性能的影响

为了研究空间相关对空时编码性能的影响,假设散射量沿波达角的功率分布服从von Mises分布,推导出了Rayleigh衰落信道多径接收信号的角度扩展. 引入近似的高斯函数型阵列空间互相关系数,构造接收等距线阵的空间相关矩阵,并证明该矩阵是正定和满秩的,其行列式取值介于0～1之间. 分析表明:若空时码字的差异矩阵满秩且仅在接收端存在空间相关,只会造成空时编码传输在编码增益上的损失,而不会造成分集增益上的损失;Rayleigh空间衰落相关信道中的最优空时编码设计准则与Rayleigh空间衰落独立信道中的相同.     

空时码在相关快衰落瑞利信道下的性能

利用多变量统计学理论和矩阵变换,解决了在复杂信道模型下,难以对应用在MIMO系统中的空时码进行性能分析的难题,推导出平均成对差错概率的上界,得到了衰落信道相关性越强,系统误码性能越差的结论,最后的仿真结果说明理论推导结果是正确的．     

一种简便的STR重复次数测定方法

 短串联重复（STR）的多态性分析是生物个体识别最有效的一种手段,在法医学鉴定中已被广泛用于身份识别．但目前使用的方法成本太高,以致不便在更广泛的范围推广．针对法医上常选用的4bp重复单位的STR基因座,采用PCR产物小于160bp的迷你STR(Mini STR)和优化聚丙烯酰胺凝胶电泳条件,提高分辨率,使重复单位之间能有效分辨．设计PCR引物,使STR基因座扩增产物的大小为4bp的倍数,应用8bp的DNA Ladder即能精确测定整数倍STR重复单位数．这一方法操作简便,成本低廉,尤其是用于制作人基因身份证,使得人人制作一张基因身份证成为可能．     

相关衰落下正交空时分组码容量的近似分析

在平坦相关瑞利和莱斯衰落信道下,基于泰勒级数展开、高斯分布和Gamma分布,对正交空时分组码系统的遍历容量和容量累积分布函数进行近似分析.对于遍历容量,在低信噪比和天线数目较多情况下,采用一阶近似效果很好,但是在高信噪比和天线数目较少时,一阶近似效果不是很理想,然而采用二阶近似,在任意的信噪比和任意的天线数目下,都具有很好的近似效果.对于系统的容量分布函数,采用高斯和Gamma近似方法,都得到很好的近似效果;在高中断区域,采用高斯近似效果较好;但是在低中断概率区域,Gamma近似具有更好的近似效果.     

Differential space-time modulation in rapidly fading channels

Previously proposed differential modulation schemes for time-varying channels may not achieve the full transmit diversity and the maximum Doppler diversity simultaneously. Based on an existing basis expansion model, a new differential space-time code, which wisely combines interleaver/de-interleaver with traditonal space-time transmitting technique to overcome such limitation, .is presented. Two noncoherent differential decoders, named decision-feedback differential detector （DF-DD） and Viterbi-algorithmbased multiple-symbol-detection differential detector （ MSD-DD）, are also derived. We show that our design may recover data symbols with full antenna diversity and the maximum Doppler diversity at high signal-to-noise ratio. System performance is evaluated with simulations.     

A new design criterion and construction method for space-time trellis codes based on classification of error events

The known design criterions of Space-Time Trellis Codes （STFC） on slow Rayleigh fading channel are rank, determinant and trace criterion. These criterions are not advantageous not onlv in operation but also in performance. With classifying the error events of STTC, a new criterion was presented on slow Rayleigh fading channels. Basod on the criterion, an effective and straighttbrward multi-step method is proposed to ennstruet codes with better performance. This method can reduce the computation of search to small enough. Simulation results show that the codes searched by computer have the same or even better performance than the repored codes.     

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.     

衰落信道下能量检测的性能分析

在认知无线电系统中,大部分的无线信道可以表征为NAKAGAM I衰落信道或莱斯衰落信道。针对NAKAGAM I衰落信道和莱斯衰落信道环境下的能量检测,分析了频谱检测虚警概率和漏检概率与信道模型参数之间的关系,比较了单用户检测和多用户合作检测性能,得到了虚警概率和漏检概率数学表达式,为能量检测器的设计提供了性能参考界。数值仿真结果表明,NAKAGAM I信道下,能量检测性能随衰落因子和平均信噪比的增大而改善;莱斯衰落信道下,能量检测性能随平均信噪比的增大而提高;多用户合作检测性能分别比单用户提高1~2个数量级。     

衰落信道下能量检测的性能分析

在认知无线电系统中,大部分的无线信道可以表征为NAKAGAMI衰落信道或莱斯衰落信道.针对NAKAGAMI衰落信道和莱斯衰落信道环境下的能量检测,分析了频谱检测虚警概率和漏检概率与信道模型参数之间的关系,比较了单用户检测和多用户合作检测性能,得到了虚警概率和漏检概率数学表达式,为能量检测器的设计提供了性能参考界.数值仿...     

Class A噪声衰落信道下空时分组码的性能估计

为获得非高斯噪声环境衰落信道中正交空时分组码(OSTBC)的性能估计,对OSTBC的成对差错概率(PEP)进行了研究.基于物理统计Middleton Class A噪声模型,通过将非高斯Class A分布变换成条件高斯分布,给出空间依赖时间独立条件下OSTBC系统中噪声信号的联合概率密度函数.利用矩母函数(MGF)分析法推导Class A噪声环境下最大似然接收机的成对差错概率的上界.对不同衰落信道中系统误符号率(SER)性能的仿真研究表明,在Class A噪声环境下,OSTBC系统性能随噪声脉冲性的增强而下降.