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.     

多天线下结合BLAST与STBC算法的HARQ模型研究

提出多天线阵列中基于BLAST和STBC结合的HARQ算法.通过基于不同的空时码发射矩阵,推荐的算法可以分为基于正交发射矩阵的BLAST和STBC结合的HARQ算法以及基于准正交发射矩阵的BLAST和STBC结合的HARQ算法.推荐的算法不是如参照的算法BLAST HARQ那样简单重传同样的信号,而是传输发射矩阵的下一行并联合进行空时码最大似然解码,这样推荐的算法可以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.特别是本算法可以适用于所有接收天线数大干等于发射天线数的多天线阵列中,有很强的实用性.本算法结合了BLAST和STBC以及HARQ的优势,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.     

基于信道统计相关信息反馈的POST-IDFT多波束技术

提出了适用于平稳随机的频率选择性衰落信道下的空时分组码-正交频分复用（Space—time block coding-Orthogonal frequency division moltiplexing，STBC-OFDM）系统的后-逆离散傅立叶变换（POST-IDFT）多波束形成技术。通过对空频信道统计相关矩阵进行特征分解获得多个特征模式，利用空时分组码（STBC）各发射分支信号的正交性对OFDM系统形成多个POST-IDFT波束，由STBC传输矩阵的正交性进行多波束解码。系统在获得阵列增益的基础上，其空间分集度由POST-IDFT多波束的维数决定；与OFDM子载波相比，降低了复杂度，易于实现。     

一种大规模MIMO系统中STBC迭代接收机算法

针对大规模MIMO中的空时分组编码(STBC)系统的接收机复杂度随天线数指数增长的问题,提出一种基于EM算法的低计算复杂度的最大似然(ML)接收机。利用STBC和OFMD调制的正交性,避免了矩阵求逆运算;采用步骤E与步骤M迭代处理的方式,极大降低接收机复杂度。基于信道特性提出EM算法初始化方法,达到减少迭代次数进而降低接收机复杂度和提升性能的目的。与之前的决策反馈的非迭代接收机相比,该迭代接收机性能显著提高,在具有快衰落的典型无线信道中,其计算复杂度接近ML接收机,适合实时实现。     

旋转星座准正交空时分组码的改进性研究

当发射天线数大于2时,复信号空时分组码不能实现满速率编码,可以通过星座旋转来设计发送矩阵,使系统同时获得满分集增益和最大的编码速率。通过对传统的旋转星座准正交空时分组码加以改进,使每根天线在不同时隙发射的信号属于不同星座,在保证满分集和最大的编码速率的同时,减小了码间干扰,更有利于译码器译码,提高了系统性能。     

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。     

大规模天线系统中低复杂度的解码方法研究

针对传统大规模天线系统中线性信道估计和线性解码计算复杂度较高的问题,根据系统特性提出2种低复杂度的解码方法。利用系统中信道的渐近正交性设计快速解码方法,避免求解信道矩阵的逆矩阵。结合增加基站天线数可优化用户信道的特点设计简单算子解码方法,实现直接解码而无需估计信道。仿真结果表明,2种解码方法均能在保证系统性能的同时有效降低计算复杂度。     

采用低密度校验码的多天线OFDMA系统

在本文中针对频率选择性衰落信道提出了一种采用低密度校验（LDPC）码的多天线（MIMO）正交频分多址（OFDMA）系统。在这一多用户／多速率系统中，首先通过OFDMA消除用户之间的干扰，从而将多用户环境转化为单用户环境；然后通过联合MIMO软解调与LDPC码解码的Turbo迭代算法，消除发射天线之间的干扰并改善系统的性能。仿真结果表明，该方案可以有效地消除多用户干扰和发射天线之间的干扰，在通过利用空分复用以提高频谱效率的同时，也获得了由LDPC码提供的编码增益。由于该方案对于星座图没有任何限制，因此可以通过采用高效的调制方式进一步提高频谱效率。     

基于波束赋形的MIMO系统混合自动重传技术

在无线通信系统优化问题的研究中,多输入多输出(MIMO)系统的混合自动重传技术能够提高无线通信传输的可靠性.根据空时编码的重传技术多次重传样本进行联合解码,能够提高解码功能;减少信道传输差错.为了进一步减小重传次数,提高重传效率,提出了一种基于波束赋形的MIMO系统混合自动重传技术.在空时编码重传的基础上,引入自适应波束赋形,使MIMO发射的空间波束更加集中地对准用户,从而提高发射功率利用率,减小干扰,进而增加了混合自动重传合并增益,提高了重传效率.计算机数值仿真验证上述方法提高了系统的增益和可靠性.     

一种采用坐标交织空时编码的空间调制方案

基于坐标交织正交设计(CIOD)的空时编码,提出了一种新型的4发射天线空间调制(SM)方案。与传统的空间调制技术相比,该方案不仅利用天线序号携带信息,提高了无线通信系统的频带利用率,而且通过空时编码可获得较大的分集增益。接收端采用条件最大似然(ML)算法,大大降低了译码复杂度。在独立和相关信道情况下对所提方案、传统空间调制及空时分组码(STBC)的误比特(BER)性能进行了仿真,结果表明,所提方案的性能优于传统的空时分组码和空间调制。     

Cross-layer adaptive modulation and coding design for space-time block coded MIMO–OFDM systems

This paper developed a cross-layer adaptive modulation and coding (AMC) design for space-time block coded (STBC) MIMO–OFDM systems, which combines the AMC at the physical layer with an automatic repeat request (ARQ) protocol at the data link layer, in order to maximize spectral efficiency under specified delay and packet error ratio (PER) constraints. The transmission mode for each subcarrier is updated frame-by-frame to match the time-varying channel conditions, in order to take full advantage of the OFDM systems. The proposed cross-layer AMC design is also incorporated with STBC to further improve the system performance. Numerical results have demonstrated that retransmission at the data link layer alleviate rigorous error-control requirements at the physical layer and thereby allows higher data rate transmission. It is shown that this cross-layer design has achieved considerable spectral efficiency gain in comparison with traditional AMC without cross-layer design. Note that increasing the maximum number of retransmissions beyond one has little effect on spectrum efficiency and will cause longer system delay. This suggests that a desirable trade-off between spectral efficiency and delay in the STBC MIMO–OFDM system is achieved by a small number of retransmission.     

全速率满分集准正交空时分组码设计研究

自Alamouti提出空时分组码以来,空时分组码的构造得到广泛的研究。研究表明,复正交空时分组码当发射天线数大于3时,它的传输码率小于1。准正交空时分组码虽然能达到全速率,却牺牲了一定的分集增益。根据空时编码秩准则,通过对传统准正交空时分组码进行矩阵旋转处理,得到一种全速率满分集的空时分组码。数值仿真显示,这种全速率满分集空时分组码的性能较传统准正交空时分组码至少有4 dB的提高。     

矢栅一体化的三维地形可视化研究

三维地形可视化是三维GIS中的一个重要功能。由于传统的地形可视化仅仅考虑了三维地形的真实显示,因此忽略了GIS中对空间数据的分析功能,文章探讨了适合在三维地形上矢量栅格数据一体化显示的方法,使用空间插值的方法在栅格纹理上叠加矢量图形。矢量数据的加入为在三维地形上进行空间分析提供了可能性。笔者将该方法应用于荆江地区的三维地形显示,取得了较好的效果。     

基于稀疏矩阵的并行体绘制算法

直接体绘制是三维数据可视化的重要方法。在实际应用中体数据规模庞大，如何降低计算工作量以获得更高的绘制速度是一个亟待解决的问题。文章针对该问题提出了一种运行于集群系统之上的基于稀疏矩阵的并行Splatting体绘制算法，该算法利用稀疏矩阵对体数据结构进行优化，通过实验获得了令人满意的结果。     

排序QR分组检测方法在MIMO系统中的应用

多输入多输出（MIMO）是未来移动通信系统实现高数据速率，提高传输质量的重要途径，垂直一贝尔实验室分层空时（V-BLAST）系统因其简单的实现结构和高频谱利用率而成为移动通信系统研究的热点。研究表明，空时分组码（STBC）与垂直-贝尔实验室分层空时（V-BLAST）系统的结合可以在提高发送速率的前提下又尽量少的损失系统性能。其基本原理是将发射天线分成几个独立的组，组内数据按STBC方式形成空时码块，各组空时码块同时独立发送。接收端采用一定的检测方法后，系统可以获得复用和分集增益。该文采用一种低复杂度的分组检测方法进行检测，即排序的QR（SQR-SIC）检测方法，在保证频谱效率不变的情况下，得到了很好的比特差错率（BER）性能，同时提高了分集增益。     

命名数据网络中主动探测的转发策略研究

命名数据网络（Named Data Networking,NDN）是一种全新的以内容为中心的网络体系架构。转发机制是NDN的核心问题,现有的三种转发策略被动响应节点接口的工作状态,存在占用带宽资源高或重传次数多等问题。为有效利用节点接口状态以提高转发效率,提出一种先探测后转发的策略DFFL（Detect First Forward Later）,将节点接口的即时状态作为选择转发接口的重要因素。仿真实验结果表明,DFFL有效降低了网络时延、报文跳数及请求报文重传次数,验证了该转发策略在NDN环境下的适用性。     

基于TCPN的TCP协议形式化描述

提出一种基于赋时着色Petri网模型的TCP协议形式化描述方法。采用序号、确认号和数据3个参数对TCP报文进行更准确的描述,引入时间参数以便进行协议的性能评估,加入超时重传、流量控制和确认信息捎带传输等机制,使模型更符合协议的实际运行规程。通过CPN Tools对模型进行动态模拟,仿真结果证明了该模型的正确性。     

一种改进的移动IP分布式路由方案

提出了一种改进的移动IP分布式路由方案,通过对转向代理处缓存的组织结构及重传机制的改变,减少了乱序包和重传包,从而降低了远程信令流量,使移动IP网络的性能得到改善。     

基于MMSE的自适应盲均衡算法

提出一种估计最小均方误差的盲均衡算法。与RLS算法原理类似,该方法依据矩阵求逆引理逐步更新自相关矩阵及其伪逆,以达到快速收敛,且对迭代初始值不敏感。与非递归算法相比,该自适应在线算法无需直接计算相关矩阵的伪逆或引入奇异值分解,避免了估计相关矩阵的秩或信道阶数。快速收敛以及在线处理的特性使其可以应用到实时通信信号处理中。仿真结果证明算法具有很好的在线均衡性能。