基于空间调制的天线选择和能效优化算法

空间调制是一种新型的具有低复杂度的多输入多输出通信技术,并成为近年来的研究热点。为了进一步提升空间调制的误比特率性能,该文研究了空间调制中的发射天线选择问题,提出了一种基于信道列向量夹角和范数的低复杂度的发射天线选择算法。该算法能够有效减少矩阵运算,并且不需要考虑差异向量,因此具有极低的计算复杂度,且适用于发射天线数目明显高于接收天线数目的情况。同时,加入了功率修正因子,有效地控制发射信号功率,极大程度地提升了能量效率。仿真结果表明,该算法能够在限制发射功率的前提下,以极低的计算复杂度逼近最优算法的性能。     

分布式发射天线下BPSK Alamouti方案性能分析

在分布式发射天线系统中,针对圆形小区下基于Alamouti空时分组编码和采用BPSK调制的情况,推导了误比特性能的近似解析表达式.理论推导过程考虑了路径损耗、阴影衰落、单径瑞利衰落和背景噪声的影响.在2发1收、单径瑞利衰落信道、200 m发射天线间距以及8 dB阴影标准差的条件下进行仿真,结果表明,所提方法的数值分析结...     

MDPSK和等概相关二进制信号的性能分析

该文推导了Nakagami衰落信道上采用组合发射选择合并/接收最大比合并天线分集的M进制差分相移键控、非相干检测的等概相关二进制信号和格雷编码的/4差分四进制相移键控的平均误符号率的精确闭合表达式。研究了信道衰落参数、收发天线数对各调制系统平均误符号率性能的影响。结果表明,当收发天线总数固定时,在高信噪比处,收发天线数乘积越大,组合发射选择合并/接收最大比合并系统的平均误符号率性能越好;当收发天线数固定时,信道衰落参数越大,组合发射选择合并/接收最大比合并方案的误码性能得到显著改善。     

空间调制系统中的人工噪声抗窃听安全传输方案

提出一种空间调制系统中利用人工噪声的物理层安全方案。通过发送天线序号和幅相调制符号来传输信息,而未发射幅相调制符号的天线发送位于合法信道零空间上的人工噪声,不影响合法接收者的信号检测,但干扰窃听者的信号检测过程。对系统保密速率、合法接收者和窃听者的误比特率上界进行理论分析,并进行仿真验证。理论和仿真结果表明合法接收者的误特率明显低于窃听者,误比特率在0.5附近,能获得可观的系统保密传输速率。     

比特交织编码的MultiQAM调制与迭代译码系统

为降低旋转矩阵实现信号空间分集(SSD)的比特交织编码调制(BICM)和迭代译码(ID)系统(BICM-ID-SSD)的解调译码复杂度,将同样能够获得满信号空间分集增益的MultiQAM调制应用于BICM系统,提出BIC-Mul-tiQAM-ID系统结构,并采用最大后验概率解调算法结合软输入软输出译码器进行迭代解调译码。仿真结果表明,经过6次迭代,此系统性能与原有的采用比特交织编码、MultiQAM调制和最大似然解调以及软判决维特比译码(VD)的BIC-MultiQAM-VD系统相比,在调制阶数和分集维数组合分别为(42,)和(2,4)的情况下误比特率性能约改进1.8 dB。     

GSM-MBM系统中基于松弛迭代的低复杂度检测算法

针对基于媒介调制的广义空间调制（GSM-MBM）系统接收端最大似然（ML）检测算法计算复杂度高且随激活天线数呈指数递增的问题,提出一种基于能量排序下的松弛迭代思想的低复杂度检测算法（EO-RIM）.该算法对所有可能的发射天线组合及相应镜像激活模式组合下的信号能量总值进行排序,再通过松弛迭代算法依次检测相应的调制信号,并通过预设阈值来协调误码率（BER）性能和计算复杂度之间的关系.仿真结果表明,在GSM-MBM系统中,EO-RIM算法的BER性能逼近ML检测算法,与基于有序块的最小均方误差（OB-MMSE）检测算法几乎一致,而EO-RIM的计算复杂度随激活天线数呈平方递增而非指数递增,相比OB-MMSE算法降低了一个数量级.     

正交空时编码连续相位调制系统的信道估计算法

针对准静态瑞利衰落信道中突发模式的正交空时编码连续相位调制（OSTC-CPM）,利用双发多收空时编码连续相位调制系统的波形正交特性,提出了一种基于数据辅助的信道估计算法.接收天线将得到的信号同步地乘上每一发射天线对应的训练序列,然后延迟一码元相加并除以该训练序列能量,估计得到相应的信道衰落系数.理论分析结果表明,该算法的对数估计方差随比特信噪比的增加而线性减小.对不同训练序列长度、过采样倍数和成形滤波器进行仿真,结果表明在准静态瑞利衰落信道中,估计性能与理论分析结果吻合,系统的误比特性能与理想情况相差不到0.2 dB.该算法适合OSTC-CPM系统在准静态衰落信道条件下的信道估计.     

一种自适应调制V-BLAST系统的功率受限分配算法

提出了一种自适应调制垂直-贝尔实验室分层空时结构（V-BLAST）系统的低复杂度比特、功率分配算法,满足总平均功率和单根发射天线峰值功率受限条件下使比特率最大化. 该算法可以达到与比特递增分配算法相同的最优分配结果,而计算量大幅度降低. 仿真结果表明,在满足目标误比特率条件下,单天线功率限制会使比特率降低.     

基于System View的QAM和OFDM调制性能研究

针对无线通信和移动通信中的信道干扰和码间干扰等问题,对正交幅度调制（QAM）和OFDM的调制性能进行了研究,首先,在System View仿真环境下,搭建一个通信系统,然后分别将两种调制方式应用其中,最后得到OFDM与QAM的比特误码率（BER）性能曲线。仿真结果表明,OFDM具有良好的误比特率性能,而且在相同的信噪比（SNR）下OFDM的BER性能比QAM更优越。     

一种基于Chirp信号的多数据传输方法研究

以分数阶傅里叶变换为数字信号处理基础,使用单Chirp信号完成多比特的数据传输功能.发送端采用同调频率不同初始频率的Chirp信号作为调制信号,接收端对接收到的信号进行分阶数傅里叶变换,根据分数域能量聚集的不同位置进行解调.此方法可在不影响Chirp载波性能的前提下,完成多数据的传输,进一步提高了通信系统的性能和容量.     

1bit脉冲超宽带接收机采样抖动性能分析方法简

A novel method based on the Central Limit Theorem (CLT) is proposed to analyze the performance of the 1bit Impulse-Radio Ultra-WideBand(IR-UWB) receiver in the presence of a timing jitter. First, the sampled signal with timing jitter is expressed as a linear function of the sampled signal without jitter and timing jitter through first-order Taylor series expansion. Then by the CLT, the decision variable of the 1bit receiver is considered as Gaussian distributed and the bit error rate (BER) is derived. After that, an upper bound of the averaged BER is also provided based on the distribution of random timing jitter. The given analytical result is the first analytic expression of the BER performance of the 1bit receiver with timing jitter and can be used for the case where the 1bit receiver has a linear interference. Experimental results show that the proposed upper bound agrees with the actual performance of the 1bit receiver very well and can be used for both Gaussian distributed and uniform distributed timing jitter.     

不确定系统的上界自适应动态神经滑模控制

针对滑模控制中不确定上界值的问题,提出一种神经网络上界自适应学习的动态滑模控制方法。该方法将系统中不确定及干扰部分分离出来,构造不确定量的联合上界,然后分两步进行分析。当上界已知时,采用动态滑模方法设计滑模控制器;上界未知时,采用神经网络自适应学习不确定项的上界,设计了权值调整规则及动态神经滑模控制器。该控制器不仅可以保证非线性不确定系统渐近稳定,降低一般滑模控制理论分析的条件,还有效地抑制了抖振。仿真实例表明,该控制方法是正确有效的。     

基于传输模式切换的新型自适应空间调制算法

提出一种基于传输模式切换的新型自适应空间调制(SM)算法,采用最近邻估计作为系统性能度量的标准,根据信道的状态信息,动态地调整传输模式以最小化系统的成对错误概率,实现在系统频谱利用效率固定和发送功率受限的情况下系统性能的提升。针对SM系统数据传输的特殊性,即一个时刻只有一根发射天线激活来携带数据信息,给出了传输模式切换的简化算法。仿真结果表明,算法实现简单,反馈量小,系统性能优于传统的空间调制方法并且能在高相关信道下工作。     

非理想功率控制下超宽带系统多用户性能分析

针对超宽带系统中现有的技术及硬件水平难于实现理想的功率控制,使系统的误码性能下降的问题,提出一种非理想功率控制下超宽带系统的多用户模型,得到系统的平均误码率,并同理想功率控制系统之间的平均误码性能进行了比较.结果表明:随着信道衰减系数、用户数和数据传输速率的增加,两者之间的差距逐渐变大.在各种参数条件下,用户传输速率的上限都随着系统用户数的增大而减小,而且减小的速率越来越慢.     

Optimal Periodic Pulse Jamming Signal Design for QPSK Systems

The problem of optimal periodic pulse jamming design for a quadrature phase shift keying(QPSK) communication system is investigated. First a closed-form bit-error-rate (BER) of QPSK system under the jamming of pulse signal is derived. Then the asymptotic performance of the derived BER is analyzed as the signal-to-noise ratio (SNR) grows to infinity. In order to maximize the BER of the QPSK system, the optimal parameters of periodic pulse jamming signal, including the duty cycle and signal-to-jamming power ratio (SJR), are found out. Numerical results are presented to verify our analytical results and the optimality of our design.     

RLN衰落下D-MIMO系统遍历容量上边界

针对空域双边相关同时存在、收发天线数量不受限制的RLN衰落下的分布式多输入多输出系统,分析和提出了解析的系统遍历容量的上边界.通过子矩阵展开等方法构造出新的不等式,在对上述系统模型的遍历容量边界分析中,解决了对大尺度衰落矩阵和小尺度衰落矩阵的统计分析无法分离的问题.当系统接收端天线数量大于或小于等于发送端时,在低信噪比到高信噪比的范围内,上边界均非常接近遍历容量.这一结论由不同空域相关系数下的仿真试验所证实.当分布式系统的收发端站点数量均为1时,模型退化为点对点多输入多输出系统,该上边界变为空域双边相关Rayleigh衰落下多输入多输出系统遍历容量的上边界.     

编码协作中的一种门限选择中继方案

针对编码协作中采用循环冗余校验(CRC)方案会降低系统传输速率的问题,提出了一种改进的门限选择中继方案．该方案首先推导了使用穿孔卷积码情况下系统的误码率上界,并以误码率最小为原则得到了最佳判决门限值,然后利用估计出的协作用户接收信噪比与该门限值比较判断是否协作．计算机仿真表明: 在使用最优门限和功率分配系数的条件下,与CRC方案相比,该方案使系统性能获得一定提升．     

利用码元约束技术消除OFDM系统中的限幅噪声

针对正交频分复用系统中峰均功率比过高的问题,分析了限幅后复频域星座点分布图,提出一种消除数字传输中限幅噪声的简单方法,即码元约束技术．码元约束技术是将每个偏离的星座点约束到特定区域,约束后的码元经再次调制,就大大减少了码间干扰和符号间干扰．基于MATLAB的互补累积分布函数和误码率的仿真结果表明,码元约束技术和传统限幅的结合不仅降低了高峰均功率比,而且很好地改善了误码率性能．     

激光相位噪声对相干光纤通信系统性能的影响

研究了激光相位噪声对相干光纤通信系统调制格式选择、参数优化和载波相位估计性能等的影响,仿真研究表明:对于16-QAM相干光纤通信系统,star型星座图中星点位置关系可以依据系统噪声特性优化,具有比square型星座图更大的激光相位噪声容限;经典的Viterbi-Viterbi载波相位估计方法用于相干光纤通信系统时,算法中对符号序列平均的最佳长度与激光相位噪声成反比;对于一定的目标误比特率,相干光接收机中A/D有效位数的大小与系统调制格式阶数和星座图特征基本无关。     

多维累加型交叉并联单奇偶校验码的性能分析

多维累加型交叉并联单奇偶校验(M-ACPC-SPC)码是一种新的纠错编码,该码具有较低的编、译码复杂度及较好的误比特率性能。推导了M-ACPC-SPC码的平均输入冗余重量枚举函数,由此提出了该码的误比特率性能上界及该码在高信噪比条件下误比特率的近似表达式,其近似结果与仿真值匹配良好。分析表明,随着交织长度及交织器数目的增加,M-ACPC-SPC码的错误平层逐渐降低,为M-ACPC-SPC码的设计提供了有效的参考依据。