增强型编码双向中继方案及中断概率分析

 该文提出了一种基于网络编码和空时协作的增强型双向中继方案。根据系统各节点的反馈,该方案将网络编码和空时协作有机结合,能提高系统资源利用率和网络吞吐量。推导了所提方案及现有的两种双向中继方案的中断概率,并分析了各方案在快衰落和慢衰落信道下的分集增益和网络编码增益。结果表明：相对于其它两种方案,所提方案在快衰落信道下,可获得三阶的分集增益;在慢衰落信道下,也可获得更高的编码增益。最后通过仿真验证了分析结果的正确性。     

级联 Turbo-空时格码 OFDM 系统的性能分析

在研究传统的空时编码 OFDM 系统模型及误码率性能的基础上,提出了 Turbo 码级联空时格码的 OFDM 系统方案；并给出了该系统在无线瑞利衰落信道中的性能上界和误码率仿真结果,仿真结果表明：该系统能最大限度地利用所有的分集资源,获得相当大的分集增益和编码增益。     

基于空时Turbo网格码的MIMO-OFDM系统

提出了使用空时Turbo网格编码的MIMO-OFDM系统,分析了系统的性能,给出了衰落信道中的性能上界以及编码和分集增益表达式。通过仿真评估了空时Turbo网格码在慢衰落信道中的性能,与传统的STTC方法相比,该系统可以获得更好的分集增益和编码增益。     

基于多维乘积码的编码协作方案研究

多维乘积码是一种成熟的编码技术,其性能较好,且具有灵活的多维结构。本文提出一种基于多维乘积码的协作方案,利用不同维数的校验位进行协作,达到获取分集增益的目的。文中以分量码为扩展汉明码的多维乘积码为例,在慢衰落、快衰落瑞利信道下进行了理论性能分析和计算机仿真,仿真结果显示:慢衰落信道下,BER为10-3时,协作程度为50%,用户间信道SNR大于10dB时,增益大于8dB;在快衰落信道下,可以通过该协作方案可达到帮助上行信道较差的用户的目的。从实用性和良好性能的角度来看,该编码协作将具有较好的应用前景。      

多发射天线的差分酉空时调制信号星座图

在无法获得信道状态信息的瑞利衰落信道里,分集积是高信噪比场景下酉空时信号具有良好性能的首要指标。采用全旋转矩阵的方法获得了极大分集积非群空时码,仿真结果表明,在高信噪比下,该非群空时码性能优于传统的酉空时循环码。     

在频率选择性相关信道中的空频分组编码技术

本文提出了频率选择性瑞利衰落信道中的对角空频分组码(DSF)，研究了码的性能。分析表明，在各天线对间的信道相互独立，系统有NT个发射天线，NR个接收天线和信道冲击响应长度是L时，DSF码可实现分集增益NRNTL。此外，相关的发射天线阵列会使DSF码分集增益下降，但是对码的性能影响不大，特别是在较长的多路径信道上。因此，DSF码对于相关的衰落信道显示出优越的鲁棒性能。最终仿真结果证实了本文的分析。     

结合信道编码的两用户协作分集方案及其性能研究

基于一种分布式空时码的非正交协作分集（DSTC-NOCD）系统,并且结合信道编码,在译码转发（DF）中继信道模型下对两用户协作分集的方案性能进行了研究。通过将turbo码和空时码引入到协作分集中,在准静态的瑞利衰落信道下对此方案的误比特率进行了系统仿真。仿真结果表明：即使协作用户间的信道存在噪声,该文所采用的方案仍优于未加信道编码的分布式空时码的非正交协作分集系统,使得误比特率进一步降低。     

一种新的网格空时码

本文分析了空时码在平坦准静态衰落信道下的性能,指出分集增益和编码增益并不能准确衡量空时码的性能,提出一种设计网格空时码的新思路,即通过牺牲部分分集增益来降低调制阶数以提高系统性能.依据这一思想,本文给出一种传输速率为3bits/s/Hz,4-PSK调制,8状态的新的非满秩网格空时码.仿真结果表明,这种码虽然没有获得最大分集增益,但相比同速率的满秩网格空时码性能更好,实现更简单.     

正交空时分组码在瑞利衰落信道中的性能估计

根据Alamouti最大似然译码方法，给出了在正交空时分组码传输的衰落信道条件下接收机输出瞬时信噪比的一般表达式，分析了瑞利衰落信道条件下引入正交空时分组码的多天线系统的符号差错性能，研究表明采用正交空时码传输信号，增加发送天线数量和接收天线数量都可以得到更大的分集增益；在接受天线数量一定的情况下，增加发送天线的数量可以带来更大的分集增益，但当发送天线数量增加到一定程度后，再增加发送天线数量就不能带来明显的分集改善了。     

发射相关瑞利衰落信道V-BLAST错误性能分析

研究了发射相关瑞利衰落信道对垂直分层空时码最大似然接收机比特差错性能的影响。研究发现,最大似然接收机平方欧氏距服从自由度为2×NR的中心卡方分布。在此基础上给出成对差错概率和比特差错概率联合界新的精确表示。用其近似公式定量分析发送相关性对最大似然接收机分集增益及信噪比损失的影响。分析表明,发射相关性不改变最大似然接收机所获得的分集增益,信噪比损失会随着相关系数不同而变化。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

协作分集系统中基于注水算法的功率分配方案研究

为了提高协作分集系统的信道容量,该文在多中继节点协作背景下提出了基于注水算法的中继节点功率分配方案。首先,对空时矩阵的列序号提出了一种新的映射方案,该方案能够提升中继节点发射信号间的正交性。对于采用线性正交解码算法的GABBA码,列序号重新排布后能够降低误码率。然后,通过对接收信噪比与中继节点发射功率的分析,针对信道容量最大化问题提出了一种应用注水算法的两步求解方案。该文对瑞利平坦慢衰落信道下采用GABBA码的协作分集系统进行仿真,仿真结果表明,与中继节点发射功率均分方案相比,该文提出的功率分配方案能够提升系统抗误码性能,达到满分集增益NtNr。该文提出的方案在不同的仿真条件下对信道容量均有提升,并且信道容量与min{NtNr}log2M成正比。     

一种全速率高阶分集2×1空时码

在2×1（两发一收）MIMO、时间选择性衰落信道条件下,Alamouti码的最大分集增益近似为2。为提高分集增益、增强抗信道衰落能力,提出一种适用于时间选择性衰落信道的全速率空时码（STC-TS,Space-time Code for Time-selective Fading）,通过延长发送时间,提高了信道快速变化条件下的分集增益。分析了高分集增益时编码矩阵中参数应满足的约束条件,并以＂成对错误概率上界最小＂为目标对编码矩阵进行了参数优化。仿真结果表明,当信道衰落速度足够快时,STC-TS编码获得了更多分集增益,进一步提高了传输的可靠性。     

移动通信系统中空时格码的改进设计

本文根据空时格玛在快瑞利衰落信道下的成对错误概率上界，得出不同发射天线的码设计具有独立性，进而提出一种改进的快瑞利衰落信下空时格码的设计准则，当信道衰落快慢介于准静态和快瑞利衰落之间时，空时格码的设计方法也可做相应的改进，分析及仿真结果表明，由改进方法设计的空时格码比由传统方法得出的具有更优的性能。     

基于矩生成函数的协同中继传输误符号率性能分析

多中继协同分集技术在慢衰落无线环境下可以提供巨大的性能增益。该文从接收端平均误符号率的角度,分析了独立的瑞利衰落信道下,采用放大转发的多中继协同最大比合并检测方案和多节点侦听,单中继转发的机会中继方案的性能;并基于矩生成函数推导出两种方案下M-PSK和M-QAM调制信号平均误符号率的闭合表达式。经蒙特卡罗仿真验证,该表达式在中高信噪比下与仿真的实际结果非常吻合。同时也可以看出机会中继的分集增益与协同侦听的节点数成正比,误符号率性能优于使用最大比合并检测的多中继协同方案。     

异步协同系统频选信道下基于线性预处理的DSTC结构设计

在协同中继系统中,应用分布式空时码(Distributed Space Time Coding, DSTC),可以在有效提高系统效率的同时获得全协同分集。但是,各中继节点的异步传输和节点间的多径衰落会破坏空时码字的结构,使之不能获得全分集。本文针对两中继的异步协同系统,提出了一种频率选择性信道下的基于线性预处理的DSTC传输结构。在此传输结构中,源节点对发送数据块进行预处理后发送给中继节点,中继节点对接收信号进行简单的共轭重排等处理,使得在目的节点形成DSTC的结构。其中,为抵抗异步传输和多径衰落引入的符号间干扰(Inter-symbol Interference, ISI),在源节点处和中继节点处均加入循环前缀(Cyclic Prefix, CP)。于是目的节点对接收到的信号进行DFT处理后,可以运用ML算法对数据信息进行检测。理论分析和仿真表明,当存在定时误差和节点间为频率选择性信道时,目的节点运用ML检测算法该传输结构可获得全空间分集和全多径分集。然后,本文考虑了信道各径延迟为整数倍符号周期的情况,并且证明了该传输结构的分集增益只与节点间信道的有效信道长度有关。      

一种新颖的基于子矩阵交织的差分酉空时调制

差分酉空时调制(DUSTM)是一种应用于时变衰落信道下的多天线调制方法。该方法在慢衰落信道下无需知道信道状态信息而能获得全发送分集增益。但是,在快速衰落信道下,其性能明显恶化并且呈现出较高的误码平层。该文通过在差分酉空时调制中引入矩阵分割和子矩阵交织等操作提出了一种基于子矩阵交织的差分酉空时调制(SMI-DUSTM)方案,并对其性能进行了分析。性能分析和相应的计算机仿真证明了SMI-DUSTM 不仅能够继承DUSTM在慢衰落信道下的优点,而且在快速衰落信道下能够保持良好的系统性能。     

发射分集系统在空间相关莱斯快衰落信道下的性能

采用空时编码的发射分集系统的性能分析是当前移动通信研究领域的热点问题。相对准静态独立的瑞利衰落信道模型而言,空间相关莱斯快衰落信道更适用于实际情况。但由于在空间相关莱斯快衰落情况下,发射分集系统的性能分析比较复杂,因此关于这方面的论文较少。本文利用多变量统计学理论,得到发射分集系统在空间相关莱斯快衰落信道下平均成对差错概率上界的闭合表达式,并详细说明了信道特性对系统性能的影响。最后给出了仿真结果。     

分布式RS码的协作及基于权重分配的联合译码研究

通信系统面临的主要挑战之一是减轻无线信道衰落的影响,衰落会引起接收信号功率的波动,降低系统性能。减少衰落影响的一种常用方法是使用分集技术,这些技术通过多个独立的信道传输预期信号,减轻了衰落的影响。为了研究RS码在分集技术下的性能表现,设计了分布式RS码的中继协作系统,并采用基于权重分配的译码算法。目的节点接收到来自源节点和中继节点的两路幅值信号后,将两路信号的实部与虚部乘以权重,并将实部与虚部独立进行相加之后的结果进行QAM硬判决,之后使用Berlekamp迭代译码算法进行译码。设计比较RS(63,51)码与RS(255,239)码在加性高斯白噪声信道(Additive White Gaussian Noise,AWGN)和快衰落信道(Fast fading channel)下性能表现。对于RS(63,51)码的权重协作方案,在快衰落信道下,误码率为10~(-6)时,相比于非协作方案,大约有5 dBs的性能增益,带来显著的分集增益。     

基于天线子集选择算法的DSTBC优化

为进一步提高空时码性能,在信道模型为瑞丽和莱斯慢衰落信道的情况下,文中提出了一种优化差分空时分组码的＂天线子集选择算法＂——假设发射信号为特定的Alamouti正交空时分组码,通过最大化信道参数矩阵F范数的方法,优化了MIMO系统的天线集。仿真结果表明：此方法可降低码元的比特错误率,并且可获得相当客观的分集增益和能量增益。此外,还讨论了该优化方法的适用范围。     

基于中继放大转发的多天线基站下行传输性能分析

研究基站具有多根天线、中继与用户具有单天线的中继放大转发多用户系统,利用正交空时分组编码和机会主义调度策略同时获得空间分集和多用户分集.针对自适应增益和固定增益转发策略,首先导出独立不同分布瑞利衰落下系统中断概率和误码率的闭合表达式;随后根据高信噪比下系统的渐近性能确定系统的分集阶数,分析空间分集和多用户分集对系统性能的联合影响,并与单跳多天线基站下行传输系统进行性能比较;最后利用计算机仿真验证理论分析结果的正确性.