基于贪婪算法自适应比特功率分配的MIMO-OFDM系统性能

OFDM技术、MIMO技术和自适应调制技术的结合可以有效的抗无线信道的各种衰落,最大限度提高系统的容量和传输质量。借助于贪婪算法的最佳比特功率分配,本文深人研究了基于贪婪(greedy)算法自适应比特功率分配的MIMO- OFDM系统性能,对贪婪算法、等比特功率分配算法及CHOW算法下的系统误比特率(BER)进行比较,并对不同天线配置下的MIMO-OFDM系统的误比特率(BER)进行比较,推导及仿真结果表明：基于贪婪算法自适应比特功率分配的MIMO-OFDM系统BER要好于采用传统比特功率分配算法的系统BER,其频谱效率也要优于另外两种算法；同时,在采用相同的贪婪算法自适应动态比特分配策略下,MIMO-OFDM系统的BER要好于SISO-OFDM系统的BER。     

V-BLAST系统中一种简单的发射功率分配方案

采用发射功率分配方案可以有效地提高V-BLAST系统的性能。一方面,采用注水发射功率分配方案,可以有效地提高系统容量,另一方面,采用合理的发射功率分配方案,可以在固定数据速率时,改善误码率性能。本文针对第二种应用,给出了一种基于等信干噪比的发射功率分配方案,计算复杂度低,需要的反馈信令少,而且该功率分配方案与调制方式和检测算法无关。通过对MMSE串行干扰抵消和MMSE软干扰抵消检测算法仿真验证,其性能远好于不采用发射功率分配方案,同时接近基于拉格朗日极值法的功率分配方案性能。     

V-BLAST系统中采用发射功率分配的MMSE迭代软干扰抵消算法

作为一种软输入软输出的MIMO检测算法,MMSE迭代软干扰抵消算法在MIMO Turbo接收机中得到广泛的关注。为了进一步改善系统性能,采用链路自适应方案是很好的选择。该文给出变发射功率的MMSE迭代软干扰抵消算法,并采用了一种有效的发射功率分配方案,只需要很少的控制信令,就可以获得较大的误码率性能改善。通过没有信道编译码的链路仿真,在4发4收QPSK调制的V-BLAST系统中,如果误码率要求为BER=10-3,MMSE迭代软干扰抵消检测算法迭代次数为2时,采用推荐的发射功率分配方案比不采用发射功率分配方案的系统性能提高了约2dB,如果调制方式为16QAM,系统性能提高了约6dB。     

存在反馈延迟时V-BLAST系统的功率分配算法

针对信道反馈有延迟条件下的垂直贝尔实验室分层空时(Vertical Bell Laboratories Layered Space Time,V-BLAST)系统,提出基于最小均方误差检测(Minimize Mean Square Error,MMSE)的自适应功率分配算法.通过系统建模和性能分析,推导出系统瞬时信干噪比的条件概率密度函数,并得到V-BLAST系统的平均BER表达式.发 送端在总功率约束条件下,以瞬时BER为优化目标,利用拉格朗日极值法求解自适应功率分配矩阵.仿真结果表明,在信道反馈有延迟时,与等功率分配相比,采用所提算法可显著改善系统的BER性能.     

MIMO空间复用系统的最小BER比特分配

该文基于最小误比特率(BER)准则,提出了多输入多输出(MIMO)空间复用系统的贪婪比特分配算法和基于二分法的比特分配算法。在总比特速率和每个发射天线分配相等功率的约束条件下,通过比特分配优化每个发射天线的调制方式,改善了系统的BER性能。仿真结果表明,与传统的MIMO系统相比,比特分配的MIMO系统可获得显著的信噪比(SNR)增益;与功率分配相比,比特分配在性能损失很小的情况下减少了每个发射天线的功率放大器的动态范围。     

采用自适应调制的空间复用系统研究

针对采用V-BLAST检测算法的空间复用系统,提出新的自适应调制方案.传统自适应调制依据的是接收天线处检测到的信噪比,而提出的自适应调制根据的是V-BLAST检测算法中多次串行迭代检测后检测该数据流时的实际比特信噪比,由于多次迭代后未检信号的信噪比会升高,可以在满足目标误比特率要求的前提下尽可能采用较高的调制制式来提高频谱效率.仿真结果表明,改进型自适应调制算法对应的频谱效率明显优于传统自适应调制算法.     

单天线功率受限的自适应调制V-BLAST系统

提出了一种在单天线峰值瞬时功率和总平均功率都受限条件下的改进注水法和离散调制的比特、功率分配方法,并应用于自适应调制V-BLAST系统.如果由注水法得到的分配结果中某发射天线的瞬时功率高于峰值功率限制,就修正该天线的分配比特数和功率使之满足限制要求,剩余的功率再由注水法分配到其他天线上.仿真结果表明,提出的算法很好地满足了目标要求,而且单天线功率受限使比特率有所下降.     

大气湍流影响下基于自适应判决门限的逆向调制自由空间光通信系统误码率性能分析

推导了最优误码率(BER)性能对应的判决门限计算公式,并在此判决门限基础上,推导出大气湍流影响下基于自适应判决门限的逆向调制(MRR)自由空间光通信(FSOC)系统BER解析表达式,推导过程考虑了判决门限本身的干扰和探测器噪声的影响。根据所推导的表达式,仿真研究自适应判决门限参数和调制消光比对BER的影响,仿真结果表明:自适应判决门限系统BER性能优于固定判决门限17.5dB(误码率为10-5,弱湍流),并且当训练数据比特位数大于3时,自适应判决门限系统的BER性能与根据瞬时信道状态信息计算判决门限系统的BER性能相近。     

存在信道反馈延迟时Turbo-BLAST系统的自适应功率分配算法

该文针对信道反馈有延迟的Turbo-BLAST系统,以误比特率(Bit Error Rate, BER)为优化目标,提出次优和最优两种自适应功率分配算法。通过系统建模和性能分析,推导出系统瞬时信噪比(Signal Noise Ratio, SNR)的条件概率密度函数,利用数学变换得到信道反馈有延迟时系统BER的表达式。发送端在总功率约束条件下,分别采用拉格朗日极值法和牛顿迭代法求解功率分配矩阵的次优解与最优解。接收端采用基于迫零(Zero Forcing, ZF)准则的软干扰抵消算法进行迭代检测。仿真结果表明,和等功率分配相比,采用该文所提两种算法均可改善系统的BER性能。最优功率分配算法以增加计算复杂度为代价更好地改善了系统的BER性能,而接收端的迭代检测可进一步改善系统性能。     

OFDM系统信道估计和自适应分配算法的研究

在多径衰落的信道中,用固定调制方式的分配技术可能会造成OFDM系统资源浪费,考虑如何将自适应分配技术与OFDM相结合成为提高移动通信性能的关键技术。本文中提出一种基于动态信噪比SNR切换门限的自适应算法,该算法在保证通信质量所需BER的前提下,结合OFDM和PSK/QAM调制方式的优势,按照各个子信道的状态分配比特信息量和功率大小,使所需要的发射功率达到最优化。本算法能提高OFDM的频谱利用率,也能使系统获得更优的性能。     

大气激光通信中垂直分层空时码的研究与实现

针对垂直分层空时(V-BLAST)码存在译码复杂度高、误码性能不理想等不足,本文将串行干扰消除(SIC)算法应用于V-BLAST码的译码中,提出了一种适合于大气激光通信的分层空时(LST)编码方案。采用仿真分析和硬件实验相结合的方法,验证了本文方案的正确性和合理性。实验结果证明了在大气激光通信中采用基于SIC算法的V-BLAST编码的可行性,为进一步提高通信的传输速率、改善系统性能提供了新方法和依据。     

MIMO系统中一种改进的迭代串行干扰消除算法

多输入多输出(MIMO)系统中,串行干扰消除(SIC)算法复杂度相对较低,但干扰消除时存在差错传播问题。针对独立编码的垂直分层空时(V-BLAST)系统,提出一种联合译码的SIC算法,将译码完成的码字反馈给解调器,从接收信号中消除。引入一种码字排序准则,利用软信息对码字排序,优先对高可靠性码字译码。通过码字排序和联合译码提高检测符号的准确性,减少差错传播。仿真结果表明,与已存在的接收方法相比,该算法能有效地抑制差错传播,大幅提升误码率性能。      

Research on the low complexity adaptive power allocation algorithm in cooperative systems

Cooperative diversity is a new technology to improve bit error rate(BER)performance in wireless communications.A new power allocation algorithm to improve BER performance in cellular uplink has been proposed in this paper.Some existing power allocation schemes were proposed for the purpose of maximizing the channel capacity or minimizing the outage probability.Different from these schemes,the proposed algorithm aims at minimizing the BER of the systems under the constraint of total transmission power.Besides this characteristic,the proposed algorithm can realize a low complexity real-time power allocation according to the fluctuation of channels.Simulation results show that the proposed algorithm can decrease the BER performance of the systems effectively.     

频率选择性衰落信道中多用户OFDM系统的自适应分配算法

本文提出一种适用于多径频率选择性衰落信道中多用户OFDM系统的自适应分配算法.算法根据信道瞬时估计值,自适应地为多用户分配子信道和传输比特数,在给定误比特率的条件下,使系统总的发送功率达到最小.作者根据时分复用的基本思想,提出多用户最佳子信道和比特分配算法,导出系统最小发送功率的下限,并在此基础上,进一步提出次佳自适应分配算法.数值模拟表明:次佳算法所需的发送功率比下限值高约1dB;与等比特分配方案相比自适应分配算法可节省功率约3-4dB;与静态信道分配方案相比,自适应分配算法可节省功率6-8dB.     

OFDM中自适应比特及功率分配的分析

在宽带移动OFDM(正交频分复用)系统中,不同的子信道经受不同的信道衰落,因此具有不同的传输能力。根据子信道的增益对子信道上加载的比特数进行自适应分配,可在满足一定误码率(BER)性能要求下使系统的总传输功率达到最小。本文研究了一种在一定传输速率下的自适应比特及功率分配算法。该算法可适用于多径频率选择性衰落信道。仿真结果表明,采用自适应技术可大大提高OFDM系统的性能。     

Modified-rate-quantization algorithm for multiple-input multiple-output systems under imperfect channel knowledge

In this paper, a modified-rate-quantization algorithm for multiple input multiple output (MIMO) systems is proposed using singular-value decomposition (SVD). This low complexity scheme adapts the subchannel transmit power and spectral efficiency in the spatial and temporal domains under transmit power and instantaneous bit error rate (BER) constraints. It is shown that with five discrete-rate levels, the proposed scheme reaches a spectral efficiency performance similar to the scheme with a continuous rate. The robustness of the proposed scheme to channel state information (CSI) imperfections is also studied. The obtained results show that the spectral efficiency is unaffected up to a certain level, but the bit error rate (BER) performance is particularly sensitive to these imperfections, especially at high SNR levels. Indeed, this ideally designed MIMO system over-estimates the subchannels, which leads to a deterioration of the BER performance. A new version of this algorithm, which is suitable for vertical Bell Labs layered space–time (V-BLAST) systems, is also presented. Through simulation results, it appears that the extended algorithm allows to reach a better performance in terms of spectral efficiency than other known schemes, but it is more sensitive to imperfect CSI than the first version.     

一种改进的OFDM系统的功率和比特分配算法

OFDM系统中采用自适应技术,可以使系统的性能得到改善。首先简单介绍了经典的自适应比特功率分配算法：H—H算法。其次提出了一种新的自适应算法,此算法改进了H—H算法的初始条件,并且进行多比特分配来提高性能。最后的仿真结果显示该算法减少了迭代时间,而且降低了误比特率,优化了系统的性能。     

自适应比特分配算法在高速遥测系统中的应用

提出了一种简单、快速的正交频分复用(OFDM)系统的自适应调制算法。该算法在子信道分配已经完成的前提下,通过信道参数的估计,动态地分配子信道上的比特和功率,使得发送的每个符号的总比特数最大,从而提高信道的利用率及数据传输速率,满足了高速遥测系统所要求的传输速率及误码率。仿真结果表明,与等比特分配算法相比,本自适应比特分配算法相对简单,降低了系统的传输功率,其误码率性能明显好于等比特分配算法。