几种空时码容量对比

贝尔实验室提出的分层空时（layered space-time code，LSTC）主要基于空分复用思想，它的主要目的是提高系统频谱效率；而其它空时码（space-time code，STC），如空时分组码（space-time block code，STBC）、空时格码（space-time trellis code，STTC）等主要基于发射分集。它们主要利用空间分集带来的增益，包括分集增益和编码增益来对抗无线信道的各种衰落。本文从信道容量角度评估各种空时编码的性能，同时将其和相同收发天线数下多输入输出（Multiple input multiple output，MIMO）系统的信道容量进行对比。     

多天线阵列中基于矩阵求逆的BLAST和准正交STBC结合的HARQ算法研究

提出了多天线阵列中基于BLAST和准正交STBC结合的HARQ算法,并采用低复杂度的矩阵求逆方法进行解码。推荐的算法不是如传统的ARQ算法那样重传同样的信号,而是将数据组成准正交空时码发射矩阵,重传的时候传输发射矩阵的下一行,并和以前传输数据联合进行空时码解码。所以椎荐的算法可以额外获得空时码的分集增益,而在信道条件好和信噪比高时,由于没有重传的发生而可以获得BLAST的复用增益。对于部分发射矩阵联合空时码解码,本文提出了采用矩阵求逆的解码算法。仿真表明该算法和最大似然算法的性能相近而复杂度下降很多。本算法结合了BLAST和STBC以及HARQ的优势并采用了低复杂度的矩阵求逆算法,是一个既能够提高系统传输速率也能够提高系统抗干扰性能的HARQ方案。特别是本算法在所有接收天线数大于等于发射天线数的多天线阵列中有很强的实用性。     

多天线阵列中基于矩阵求逆的BLAST和准正交STBC结合的HARQ算法的研究

提出了多天线阵列中基于BLAST和准正交STBC结合的HARQ算法,并采用低复杂度的矩阵求逆方法进行解码.推荐的算法不是如传统的ARQ算法那样重传同样的信号,而是将数据组成准正交空时码发射矩阵,重传的时候传输发射矩阵的下一行,并和以前传输数据联合进行空时码解码.所以推荐的算法可以额外获得空时码的分集增益,而在信道条件好和信噪比高时,由于没有重传的发生而可以获得BLAST的复用增益.对于部分发射矩阵联合空时码解码,本文提出了采用矩阵求逆的解码算法.仿真表明该算法和最大似然算法的性能相近而复杂度下降很多.本算法结合了BLAST和STBC以及HARQ的优势并采用了低复杂度的矩阵求逆算法,是一个既能够提高系统传输速率也能够提高系统抗干扰性能的HARQ方案.特别是本算法在所有接收天线数大于等于发射天线数的多天线阵列中有很强的实用性.     

适合酉空时调制的多进制Turbo码及其MAP译码算法

酉空时调制技术可以在发射和接收两端均无信道状态信息的环境中实现无线通信,适合快速Rayleigh平衰落信道,然而它的一个本质问题是只有在高信噪比条件下才会有理想的差错性能.现有的比特级处理方案在改善系统可靠性的同时带来了过大的计算量、存储量和译码时延的问题.文中提出一种适用于酉空时调制的多进制Turbo码方案,同时给出其相应的酉空时符号级多进制MAP译码算法.仿真表明:相比于现有方案,文中的算法可以降低系统组成及处理的复杂度,同时又保持良好的差错性能.另外,文中从酉空时调制的概念出发,首次给出了信噪比过低时结合纠错编码的情况下发射分集性能恶化的定性分析.     

多天线系统分集复用模式快速选择算法

对空间复用多天线系统线性接收机进行了深入分析,针对其虽应用简便却未能很好地利用分集增益的问题,提出了一种基于误码率准则的分集复用模式快速选择算法．所提算法通过低复杂度的判决准则对多天线系统分集复用模式进行选择,并将少量的信息反馈回发送端,达到充分利用多天线系统分集与复用增益的目的．与以往算法相比,所提算法可以更好地利用系统的瞬时分集增益,而且具有较低的计算复杂度,很好地满足了多天线通信系统对实时性和快速性的要求．仿真结果验证了算法的有效性和可行性．     

基于传输信道状态信息的四发射天线空时分组码

空时分组码是一种可在瑞利衰落信道中使用多天线传输信息的新方法。该文研究了一种在发射端已知信道状态信息条件下的四个发射天线、全分集、全速率编码方案。此方案利用了传输重量,可得到正交空时编码,且在接收端使用最大比例组合得到各输出支路的极小距离判决译码,它能取得与最大似然译码同样的性能,且译码复杂度大为降低。     

基于传输信道状态信息的四发射天线空时分组码

空时分组码是一种可在瑞利衰落信道中使用多天线传输信息的新方法.该文研究了一种在发射端已知信道状态信息条件下的四个发射天线、全分集、全速率编码方案.此方案利用了传输重量,可得到正交空时编码,且在接收端使用最大比例组合得到各输出支路的极小距离判决译码,它能取得与最大似然译码同样的性能,且译码复杂度大为降低.     

空时编码在电力线载波通信中的应用

空时编码是一种用于多发射天线的编码技术.该编码在多根发射天线和各个时间周期的发射信号之间能够产生空间域和时间域的相关性,从而使接收端克服多输入多输出(MIMO)信道衰落问题,并降低了发射误码率.由于电力线信道的特殊性,其衰落特性类似于多天线无线信道.基于正交频分复用(OFDM)技术,利用三相电力线MIMO技术实现了空时编码在电力线载波通信中的应用以及最大分集增益,较好地降低了误码率.     

应用空时编码的多码多载波CDMA系统

本文把空时编码技术引入多码多载波CDMA系统(MC-MC-CDMA),系统通过分集技术有效地增加了信道容量,降低了传输错误.给出了空时编码结合MC-MC-CDMA系统的系统方案(包括发射机和接收机方案),并对系统传输信道进行分析.数据仿真表明应用空时编码的MC-MC-CDMA系统性能得到很大改善.     

分层块空时分组码的简化译码方法

为四发射天线的多输入多输出(Multi-input multi-output,MIMO)系统提出一种高速率全分集的分层块空时(Layered block space-time,LBST)分组码.该空时分组码能够提供2符号/信道利用的传输率,为了能够正确地译码,接收天线数必须不少于2个.本文分析了LBST分组码的编码结构与简化的译码算法,并对其性能进行了仿真分析.结果表明:本文方案与其他空时分组码相比较,具有一定的优越性,并且采用简化的译码算法可以很大程度上降低计算复杂度.     

MIMO系统中的最优中继选择方案

研究多输入多输出中继系统中基于放大转发协议的最优中继选择方案,推导出中断概率和平均信道容量的闭式表达式,并对不同中继节点数时的中断概率和平均信道容量进行仿真。结果表明,该方案可以有效降低系统中断概率,且随着中继节点数的增多,系统平均信道容量优于直接传输方案。     

OFDMA中继系统比例公平资源调度方案研究

针对放大-转发OFDMA中继系统的多用户比例公平资源分配问题, 在独立功率约束条件下,提出一种联合的子载波和功率分配的调度方案。方案将该资源分配问题的计算转化为对其对偶问题的计算,通过计算对偶问题间接获得原问题的解。对于对偶问题的计算采用次梯度方法。在每次迭代计算过程中,利用Hungarian算法进行最佳的子载波配对,子载波对的用户分配采用比例公平原则,利用改进的注水算法进行功率调整。仿真分析表明,在多用户比例公平的原则下所提方案的频谱效率得到明显提高。     

Alamouti空频码协作通信中的多载波频偏补偿

在协作通信系统中,各节点不同的晶振精度和多普勒扩展会带来多个载波频率偏移（MCFO）,这会急剧降低空频分组码（SFBC）协作系统的性能。分析了频率搬移最佳搬移量,利用Alamouti空频码编解码简单这一特点,提出一种频率搬移和干扰重构相结合的MCFO偏移补偿算法。仿真结果表明该算法可以在较大MCFO范围内得到较好的误码率性能。     

感兴趣区域的非线性变换多描述编码

介绍一种基于感兴趣区域的非线性变换的多描述图像编码,能够与目前的标准图像压缩算法兼容,对图像的感兴趣区域进行更好的保护。由感兴趣区域的非线性几何变换产生冗余,对图像进行采样形成多描述编码。通过仿真实验,证实当图像在差错信道下传输而丢失描述时,该算法能够使图像感兴趣区域得到更好的恢复。     

MIMO格密码的设计与实现

对大规模MIMO物理层安全通信进行了研究,提出了一种基于OAEP+算法的MIMO格密码实现方案。在适当的限制条件下,可将窃听者对大规模MIMO的解码复杂性问题归约为解标准格问题。由于在方案设计中利用格密码和OAEP+密码的特性,使得所提方案具有抗量子计算攻击和选择性密文攻击的能力,并且合法通信双方不需要预共享密钥,有效地简化密钥管理。在Matlab中对所提方案进行了仿真实现,仿真结果证明了该方案的可行性。另外,仿真计算结果显示在格基归约算法下MIMO信道可计算保密容量跟发射天线数目之间呈较强的线性关系。     

SIMO信道中信噪比估计算法分析与仿真

针对单输入多输出(SIMO)信道信噪比估计问题,在建立同一信号模型的基础上,研究期望最大化估计、二阶矩四阶矩估计、四阶联合估计和六阶矩估计等4种算法。从天线数、调制方式及噪声功率等方面进行仿真,将结果与Cramer-Rao下界进行对比。结合仿真结果分析各种算法的实现复杂度。     

基于特征值分布的自适应MIMO接收方法

多输入多输出(MIMO)系统性能优劣依赖于信道的相关特性,空分复用技术适用于低相关信道,而波束形成技术适用于高相关信道。依据上述信道相关特性,提出一种基于信道特征值分布的自适应MIMO接收方法。该方法以均匀圆形天线阵列结构为基础,能够根据信道相关情况动态选择接收方式:当角度扩展较大时,选用传统MIMO接收方式(称为天线MIMO方式);当角度扩展较小、多径独立时,选用基于智能天线的多波束接收方式(称为波束MIMO方式)。分析角度扩展、多径对信道特征值分布的影响,并给出自适应MIMO接收切换的条件。仿真结果表明,该方法能够适应复杂的无线环境,误码率较低,性能更加稳定可靠。     

减少无线自组网簇间通信冲突的MAC协议

多个无人飞行器编队在执行协同任务时,不但要保证编队间指挥和协同数据的优先传输,还要保证编队内的高速通信。为此,提出一种可减少无线自组网簇间通信冲突的MAC协议。该协议设计优先保证编队间关键数据传输的混合接入机制,编队间的通信均须经过簇首,簇首采用载波侦听多路存取接入方式。编队内可以直接通信,采用时分复用接入方式。对簇首节点分配2个相邻的子时隙,在簇间通信时发送相同的数据。双时隙的使用可以保证当某个簇向其他簇发送数据时,其他簇首的内部通信数据只影响第1个时隙发送的数据,而载波侦听则能使第2个时隙发送的数据不会与其他簇首产生内部通信冲突。仿真结果表明,该协议能有效减小簇内通信对簇间通信产生的干扰。提高通信成功率。     

基于信道分析的动态可重构MIMO检测器

在多输入多输出(MIMO)系统中分析信道增益对信号检测性能的影响,提出一种基于信道分析的智能MIMO信号检测算法,根据各对天线间的信道增益动态调整子节点扩展数,在检测性能接近最大似然算法性能的前提下,该算法比传统K-best算法减少54%的子节点扩展数。基于该算法设计并实现的动态可重构的超大规模集成电路MIMO检测器支持4×4天线阵列、QPSK/16-QAM调制信号,数据吞吐率达到800 Mb/s。     

MIMO-MAC中一种新的空时码传输方案

已有的研究表明,预编码可以消除4用户的多输入多输出多址接入信道（MIMO-MAC）中的多用户干扰,然而,该方法需要大量的反馈信息。针对该问题,提出了该场景中一种无反馈的干扰消除方法。每个用户采用完美空时分组编码,通过合理地设计每个编码的发送方式,使得接收端对接收信号进行线性处理后消除了多用户干扰。与已有方案相比,所提方案在不改变传输效率、每个符号平均发送功率以及分集增益的同时,极大地降低了反馈量。仿真结果验证了所提方案的有效性。