高效的V-BLAST迭代算法

理论和实践研究表明贝尔实验室垂直分层空时码(V-BLAST)可显著提高多天线系统的传输容量。传统的V-BLAST译码算法是排序连续干扰抵消算法(OSIC),然而由于数据层间误码传播的影响,OSIC并不能有效地提高整个系统的分集增益。利用最近提出的迭代V-BLAST译码算法,低分集增益数据层通过高分集增益数据层的判决反馈来迭代检测,整个系统的性能得到提高。但这种算法的迭代次数高,迭代的次数与MIMO系统中发射天线的数量相等。为了减少系统实现的复杂性,提出了一种3次迭代的V-BLAST译码算法。仿真结果证明在对称系统中(接收天线和发射天线数相等),新算法与迭代V-BLAST译码算法有几乎相同的性能,但由于其所需的迭代此数少,所以算法复杂性也小。     

影响MIMO系统信道容量性能的主要因素研究

为了研究多天线系统的信道容量特性,从信息论角度对使用多个发射和接收天线的多输入多输出(MIMO)系统的信道容量进行了理论推导,通过建立MIMO系统模型,分析了频率选择性衰落信道下的MIMO系统信道容量,重点探讨了信道相关性、天线距离以及Rician K-因子等因素对MIMO系统容量的影响,运用信息论理论对其进行了量化的分析,并通过计算机仿真进一步验证了结论。     

级联编码的MIMO-OFDM水声通信系统

水声信道环境恶劣,为了获得更大的分集增益,提出级联编码的MIMO-OFDM水声通信系统,同时提出一种改进的联合迭代接收方案。系统发射端外码和内码分别位于空时编码两侧。提出的改进接收方案在外码硬判决译码后增加反馈结构,利用反馈信息减小MIMO检测的次数,同时改善内码译码初始软信息。对级联编码系统在三种接收方案下的性能进行仿真,并与独立编码系统对比。仿真结果表明,改进方案能够获得更大的性能增益,同时显著地减少MIMO检测的运算量。另外,信噪比较高时,相同系统码率的级联编码系统误码性能优于独立编码系统。     

MIMO系统中利用空间相关性的同信道干扰消除算法

针对不适合进行波束赋型的MIMO系统中接收端如何消除同信道干扰的问题,提出了一种利用系统中干扰源的空间相关性进行同信道干扰消除的算法,并给出了估计空间相关性的最大似然算法。仿真结果表明,在2×2的Alamouti分集方案中,该算法相比于将干扰当作高斯白噪的方法在BER为10-2时可以获得3 dB的增益;在2×4的分层空时复用方案中,该算法在存在一个强干扰源的情况下优势明显。     

一种简单的V-BLAST迭代算法

理论和实践研究表明贝尔实验室垂直分层空时码(V-BLAST)可显著提高多天线系统的传输容量.传统的V-BLAST译码算法是排序连续干扰抵消算法(OSIC),然而由于数据层间误码传播的影响,OSIC并不能有效地提高整个系统的分集增益.利用最近提出的迭代V-BLAST译码算法,低分集增益数据层通过高分集增益数据层的判决反馈来迭代检测,整个系统的性能得到提高.但这种算法的迭代次数高,迭代的次数与MIMO系统中发射天线的数量相等.为了减少系统实现的复杂性,提出了一种新的迭代的V-BLAST译码算法.仿真结果证明在对称系统中(接收天线和发射天线数相等),新算法与传统V-BLAST译码算法相比性能有了很大提高.     

地下巷道中无线通信空时编码的研究

目前对多天线发送多天线接收(MIMO)系统的研究,大都基于信道是独立同分布的假设,而巷道通信由于受空间限制和传播环境影响,MIMO各信道之间具有很强的相关性．本研究了地下巷道中强相关MIMO信道下的空时编码性能,推出了在此独特环境下的空时编码的性能界,并提出了一种能够补偿信道相关性对系统性能影响的空时分组编码方案——循环空时分组编码(CSTBC),理论分析和计算机仿真结果表明：该方案放宽了编码对正交性的要求,在地下巷道等强相关无线信道环境下,获得了比传统编码更好的系统性能．     

一种全新的Turbo-MIMO接收机方案

为有效克服MIMO中多发送天线引入的空间干扰,结合Turbo编码提出了一种全新和高效的接收机方案。该方案修正了Turbo软迭代译码算法,同步进行干扰检测和Turbo译码,从信息论的角度可以更充分地利用接收的信息。多接收天线可以对判决似然比和迭代译码的外部信息提供分集增益,从而进一步提高系统性能。该方案克服了传统的空时技术,比如STBC（空时分组码）和BLAST（空时层处理）的发送天线、发送时隙以及接收天线间的约束限制。仿真结果从系统性能和迭代参数证实了算法的有效性。     

一种改进的3D MIMO GBSBEM信道模型

为满足MIMO信道的空、时、频特性对新型信道模型的需求,在基于散射体几何分布的单反射椭圆信道模型基础上,引入收发天线间的空间距离、俯仰角等空间矢量参数,构建了基于空间矢量、到达角和多径时延的三维MIMO椭球信道模型.推导出到达角与多径时延的联合概率分布函数表达式,推导出频率选择性衰落条件下模型的空、时、频相关函数表达式.仿真结果表明,提出的模型不仅兼容传统GBSBEM的特性,而且提高了后者的易用性和准确性,扩展其应用范围,适用于对MIMO无线通信系统的信号接收性能进行分析和评估.     

匙孔效应及其对MIMO信道容量的影响

MIMO系统的提出是为了进一步提高无线通信系统容量,它可以在不用增加系统带宽的情况下改善系统性能,从而有效地提高数据速率。文章研究了天线间的相关性对MIMO信道容量的影响,并对匙孔效应进行了分析,最后,探讨了其对MIMO信道矩阵和信道容量的影响。     

MIMO系统中码速率约束下的联合收发优化

从实际的通信要求出发,在给定发射功率和传输码速率条件约束下,对多入多出(MIMO)空间复用结构进行优化,提出了1种新的MIMO系统联合收发算法,从而使得整个系统误码率最小. 该优化方法通过优化后的收发滤波器将整个MIMO系统分解为多个独立并行子信道,然后将简化后的Fischer加载算法应用到该MIMO空间复用系统中,进而求出在这些子信道上进行最优功率分配的算法. 从而实现码速率约束下的联合收发优化. 分析和仿真结果一致表明,在同一MIMO空间复用系统中,在相同的信噪比情况下,码速率越低系统的误码性能就越好. 而当码速率相同时,收发天线数目越多系统的性能就越好.     

空间相关随机MIMO信道建模

针对几何建模的空间相关信道复杂度较高的问题,提出了一种通用的空间相关随机MIMO信道的建模方法。构建该信道首先需产生随机独立的MIMO信道,其次将该信道进行相位补偿,最后乘上空间相关矩阵。该信道建模采用随机产生方式,同时考虑信道的时延扩展、多普勒扩展、角度扩展等多种信道参数,通过调整某些参数可生成适用于各种MIMO技术研究的信道模型,如智能天线、空间分集、复用等,并且具有计算复杂度低、产生简便的优点。     

MIMO空间相关信道下格规约辅助的信号检测

针对多输入多输出空间相关信道环境,提出了一种基于格规约理论的最小均方误差检测算法.该算法考虑了空间相关性的影响,利用复数Lenstra-Lenstra-Lovász格规约算法克服了传统的线性最小均方误差检测器分集阶数随相关系数增加而减小的缺点,使检测到的信号在高信噪比下可以达到比传统算法低几个数量级的误码率.理论分析与仿真结果表明,在信道为Kronecker相关平坦衰落模型下,接收端采用最小均方误差信道估计,发射端采用QPSK调制未使用信道编码,当比特信噪比大于18dB时,基于格规约理论的最小均方误差检测器的误码率低于传统最小均方误差检测器的误码率;发射端采用(2,1,3)卷积码、接收端采用硬判决Viterbi译码,当信噪比大于16dB时,基于格规约理论的最小均方误差检测器的误码率低于传统最小均方误差检测器的误码率,且基于格规约理论的最小均方误差检测器的分集阶数不受相关系数的影响,等于接收天线数N.     

频率选择性MIMO信道几何模型及容量分析

为了对收发相关频率选择性多入多出（MIMO）衰落信道容量进行研究,提出了基于区域近似多簇几何双反射信道模型,推导出多簇收发相关信道的相关系数和收发相关MIMO信道容量的表达式,分析了参数对信道容量的影响. 结果表明,收发相关的条件下,MIMO-OFDM系统的信道容量随总角度扩展而增加;信道容量是发射相关矩阵及多个接收时延扩展相关矩阵之和的函数,信道容量随着时延扩展的增加而增加.     

基于QR分解的V-BLAST迭代检测算法

QR分解检测算法的一种运算量较低的V-BLAST检测算法,但其性能较差。第一层判决输出的性能对整体性能的影响很大。除了初次迭代外,提出的算法用前次迭代中性能最好的层作为迭代开始,进而寻求性能更好的数据层,这样经过几次迭代循环,可以做出性能很高的第一次判决输出。由于第一次判决输出性能的提高,总体性能也得到很大提高。仿真结果显示,对于4发送4接收MIMO系统,在误符号率为0.1%时提出算法的增益较排续连续干扰抵消V-BLAST检测算法高6dB.而其算法复杂度是排序连续干扰抵消的30%。     

MIMO系统V-BLAST自适应迭代极大似然检测研究

为了提高系统传输性能,有效利用信道资源,提高频谱利用率.在时变衰落信道下采用了分层垂直空时结构,同时文中提出了一种自适应极大似然估计检测方法,系统根据各平均误码率及反馈信噪比自适应地选择调制类型,按列检出数据,该方法收敛时间快,高阶调制牺牲增益低的信道换取整体频谱效率提高.试验结果表明自适应垂直BLAST迭代检测每0.1%误码率可以比传统检测算法提高4.1dB.自适应极大似然估计检测的分层垂直空时结构其频谱效率优于单纯的垂直BLAST检测.     

矿井巷道的MIMO信道几何模型及其信道容量分析

多输入多输出(MIMO)技术可以有效提高各种无线衰落信道的信道容量.通过建立矿井巷道环境下MIMO信道的几何模型,推导了该信道模型的空时相关函数,并对矿井下MIMO信道容量进行了数值仿真.仿真结果表明:矿井巷道中空间相关性对MIMO系统容量的影响很大,增加接收端天线数量、增大天线间距和采用自适应功率分配策略可以提高矿井巷道中MIMO系统的信道容量.     

15-谜问题的可达性判定

定义了15-谜问题的6个动作规则,在此基础上证明了15-谜问题解的存在性判定的充分必要条件,其充分性的证明过程是一个构造性证明方法,提供了求解15-谜问题的一个解的可实现算法;同时,对此结论进行了扩展,对于给定的一初始格局和任一目标格局,证明了初始格局可达目标格局的的充分必要条件,其结论有助于构造问题的状态空间与限界函数。这两个结论从理论上完全解决了15-谜问题,对获得最优算法提供了理论基础。