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。     

基于V-BLAST的MIMO无线通信系统性能分析

重点对多输入多输出（MIMO）无线通信系统的信道模型、空时分组码（Alamouti）以及垂直分层空时码（V-BLAST）空间复用技术进行了仿真分析.首先利用MATLAB在信道建模中实现了基于瑞利环境下的信道容量仿真图,同时仿真并分析了天线相关性对信道容量的影响;然后进行了Alamouti方案和最大比接收合并（MRRC）之间的仿真分析;最后对V-BLAST系统中的线性检测（ZF）算法和最小均方误差（MMSE）算法做了仿真比较,从而得出V-BLAST系统优于非V-BLAST体系下的误码性能.     

3GPP信道模型中STBC-OFDM系统性能分析

空时分组码(STBC)与正交频分复用(OFDM)相结合的STBC-OFDM技术可以有效对抗多径效应和频率选择性衰落,在复杂通信环境中提高传输效率,降低误码率,并且编译码简单.在Matlab中构建STBC-OFDM系统仿真平台,并模拟了其在第三代合作伙伴计划(3GPP)信道中传输的过程,进行了仿真系统参数的选择,并根据各种不同的信道环境,对系统误码特性进行了评估.     

基于空分RAKE接收机的超宽带信号多径性能分析

超宽带信号由于良好的抗多径能力而适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。该文研究的就是超宽带信号的多径信道中具体的性能指标，即在一定的信噪比条件和接收机条件下，超宽带系统传输的误码率。文中采用分空RAKE接收机，以最大组合比方式进行接收，在此基础上假设接收信号服从瑞利分布或莱斯分布，推导出了基于接收信号信噪比的不同超宽带多径信号波形及不同天线阵元数量时的误码率计算公式。之后，通过仿真对AWGN信道和多径信道的接收性能、不同UWB波形的接收性能等进行了比较，得出一些重要的具体结论。     

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.     

空时码在Rician衰落信道下性能分析

基于Alamouti提出的BPSK调制下空时分组码在Rayleigh衰落信道中的简单分集方案。推导出多发射和多接收天线系统中正交空时分组码在Rician衰落信道的BPSK调制下的比特差错率的最小距离球界,并推广到在高阶调制下衰落信道中系统符号差错率的性能。仿真分析和比较了空时分组码的多天线系统中发射和接收天线分集增益,以及信道相关参数的变化对系统误比特性能的影响。     

直接序列扩频矿井通信系统的性能分析

为了解决煤矿井下信道多径衰落严重、通信系统误码率较高的问题,利用MATLAB/Simulink进行建模与仿真,对矿井信道衰落特性进行分析;由于扩频通信在理论上具有抗多径衰落的优点,可将其应用到矿井通信,通过仿真表明:在多径瑞利衰落信道下,系统误码率最高;当系统信噪比低于12.5dB时,采用直接序列扩频通信系统的误码率要比衰落信道下的都低;进一步研究发现:并不是PN码码长越长、扩频增益越高、信噪比越大系统性能越好。     

基于Laplace变换的空时分组编码误符号率性能分析

分析了空间相关Rayleigh衰落信道下采用空时分组编码的MIMO通信系统的误符号率.利用Laplace变换推导了空时分组编码系统在接收端信噪比的概率密度函数,得出了由基本初等函数表示的线性调制下空时分组编码系统误符号率的闭合表达式.仿真结果证明了性能分析的有效性.     

OFDM误码率性能分析与研究

本文通过MATLAB编程实现正交频分复用(OFDM)的系统仿真,系统采用卷积码和交织码级连的差错控制编码。以高斯噪声信道和电力线信道为例,用本仿真系统分别计算出了无差错控制编码和有差错控制编码情况下误码率与信噪比的关系。结果表明,加入差错控制编码使误码率达到10-3时对信噪比的要求有很大减小。系统误码率随信噪比增加以近似二次曲线下降或部分近似二次曲线下降,以不同系数的二次曲线分别进行模拟,可以控制差值在0.005￣0.02范围内。     

正交空时分组码在瑞利衰落信道下的性能分析

基于典型的多输入—多输出无线通信系统,推导了在瑞利衰落信道下正交空时分组码的瞬时接收信噪比和抗噪声性能的一般表达式,并在MATLAB环境中对不同发送天线、接收天线、调制方式、传输速率下正交空时分组码的误码率性能进行了仿真与结果比较分析,得出误码率性能与分集增益、编码速率、比特传输率和调制方式存在内部关联。     

基于比特对数似然比分集的WCDMA系统性能

研究比特对数似然比（BLLR）的天线分集是误比特率性能优于传统信噪比（SNR）天线分集的一种新技术,对组合空时分组码、2D-RAKE接收机和基于BLLR分集技术的MQAMWCDMA系统在相关MIMO Nakagami衰落信道上的误比特率性能进行蒙特卡洛仿真研究,并推导了接收相关的Nakagami衰落信道上采用BLLR检测的16QAM WCDMA系统平均误比特率的解析表达式。仿真结果表明,理论推导与仿真结果相吻合。对于BLLR的广义选择合并分集技术的系统误比特率性能优于SNR的广义选择合并系统;选取的可分离路径数越多系统性能越好,而平均路径强度的衰减速率越小,误比特率性能越好。     

Performance of multiuser CDMA system with space-time block coding in MIMO Rayleigh fading channels

In this paper, by introducing orthogonal space-time coding scheme, the multiuser CDMA systems with different space time codes are given, and corresponding system performance is investigated over Rayleigh fading channel. A low-complexity multiuser receiver scheme is developed for space-time coded CDMA systems. The scheme can make full use of the complex orthogonality of space-time coding to simplify the high decoding complexity of the existing scheme. Compared to the existing scheme with exponential decoding complexity, it has linear decoding complexity. Based on the performance analysis and mathematical calculation, average bit error rate (BER) of the system is derived in detail, and tight closed-form approximation expressions of BER are attained. Simulation results on average BER are in agreement with the theory analysis. The results show that the proposed scheme can achieve almost the same performance as the existing scheme. Moreover, on the condition of same system throughput and concatenation of channel code, the given full-rate space-time coded CDMA system has lower BER than the full-diversity space-time coded CDMA systems.     

Throughput analysis of STS-based CDMA system with variable spreading factor in non-frequency selective Rayleigh fading channel

The throughput enhancement of space-time spreading (STS)-based code division multiple access (CDMA) system is investigated in this paper. Variable spreading factor (VSF) is utilized to improve the data throughput of the system in non-frequency selective Rayleigh fading channel. In this contribution, an analytical approach is proposed to compute a new expression for the bit error rate (BER) performance of the STS-based CDMA system against pre-despreading signal-to-noise-ratio (SNR) for different values of spreading factor. The other contribution of the paper is deriving a new analytical expression for the throughput enhancement of the VSF STS-based CDMA system in non-frequency selective Rayleigh fading channel. Simulation and analytical results demonstrate that using VSF method in STS-based CDMA system improves the throughput of the system by keeping the BER performance at a target level.     

存在信道相关及估计误差时V-BLAST系统的功率分配算法

针对信道相关及存在信道估计误差的垂直分层空时(Vertical bell lab layered space-time,V-BLAST)系统,提出以最小化误比特率(Bit error rate, BER)为优化目标的自适应功率分配算法。通过系统建模和性能分析,由接收信号子流的瞬时信干噪比(Signal-to-interference-plus-noise ratio, SINR),推导出系统子流的平均BER闭式表达式。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得到自适应功率分配矩阵。仿真结果表明,信道相关及估计误差对V-BLAST系统的BER性能有极大影响,采用所提算法可显著改善系统的BER性能并更具实用性。     

Performance analysis of MIMO systems with arbitrary number transmit antenna selection and OSTBC in the presence of imperfect CSI

In this paper, the performance analysis of MIMO systems with arbitrary number transmit antenna selection (TAS) and orthogonal space-time block coding (STBC) in Rayleigh fading channels for imperfect channel state information (CSI) is presented. For the performance analysis, the moment generating function of the system effective SNR as well as its upper and lower bounds are derived. Then, accurate and approximate expressions of bit error rate (BER) of MIMO-TAS-STBC with MPSK and MQAM are further derived. Using the approximate BER formula and imperfect CSI, an adaptive antenna selection scheme is developed for minimizing the BER. The diversity gain and coding gain are analyzed at high SNR. The results indicate that the MIMO-TAS-STBC for imperfect CSI can only achieve partial diversity order KN and the coding gain is affected by K, N, code rate, modulation pattern, and channel correlation coefficients, when K transmit antennas are selected and N receive antennas are used. Simulation results show that the theoretical analysis matches the simulation result well, and the approximate expressions are close to the accurate ones but have a lower complexity.     

基于Turbo信道编码的SC-FDE系统

针对传统单载波频域均衡(SC-FDE)系统在复杂多径信道下误码率较高的问题,提出基于Turbo信道编码的SC-FDE系统。研究该系统在瑞利衰落信道下的误码率,比较不同Turbo译码方法和不同译码迭代次数下的系统性能。仿真结果表明,与无信道编码的SC-FDE系统相比,基于Turbo编码的SC-FDE系统误码率降低了5个数量级,在信噪比为10 dB的情况下可以达到10-7,增强了数据传输的可靠性,更适合未来高速高效通信的要求。     

基于正交混沌多用户混沌通信及其误码率

为了解决多用户混沌通信系统中由于通信用户数目的增多以及混沌序列间的准正交性所引起的信道干扰问题,对不同混沌信号采用施密特(Schmidt)正交化方法产生其对应的正交混沌序列作为扩频码在加性高斯白噪声(AWGN)和瑞利(Rayleigh)衰落信道下研究多用户混沌通信系统中的误码率(BER)。首先将其统计自相关和互相关特性作为刻画正交混沌扩频码序列性能的重要指标,测试并分析各正交混沌序列的统计相关特性,同时也对其互相关特性曲线的均值和方差进行了测试与分析;然后通过两种信道仿真实验获取各正交混沌扩频码的BER,并将其与对应统计相关特性作对比揭示其内在关联性;最后比较分析两种不同信道下多用户混沌通信系统的BER,并揭示信道对其的影响。仿真实验表明,两种信道下相空间混沌信号中的空时正交混沌序列都能获得较低BER,尤其是在Rayleigh衰落信道下的空时正交混沌序列能够获得更低的BER,说明所提方法能更有效地降低多用户通信中信道间的干扰,更有利于多用户通信需要。