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.     

多天线阵列中基于矩阵求逆的BLAST和准正交STBC结合的HARQ算法研究

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。所以椎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。     

基于四元数正交设计的三极化正交空时极分组码*

构建了一种四元数正交设计的三极化正交空时极分组码,该码满足正交设计关系,能够通过三极化天线进行发射和接收。在相同的系统条件下,对相同天线数的Alamouti码和双极化正交空时极分组码进行仿真比较,结果表明正交极化空时分组码在不增加空间体积和发射天线及接收天线数的情况下,可以有效降低误码率,提高系统性能。     

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。     

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。     

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。     

TPC-STBC编码的多天线OFDM系统性能研究

设计空时分组码（STBC）只是获得了满分集增益,但未考虑编码增益,因此空时分组码必须和能够提供大量编码增益的外码级联.Turbo乘积码（TPC）是一种高效的编码方式,与Turbo码相比译码延时低,不具有错误平层.本文采用极具纠错性能的Turbo乘积码与空时分组码级联,构成编码的多天线OFDM系统以提高无线通信系统的可靠性,并最后对系统进行了性能仿真.     

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LDPC码不等保护特性改进的混合重传算法

提出了一种基于非规则LDPC码的不等保护特性改进的混合重传算法UEPB-HARQ(Unequal Error Protection Based HARQ)。通过合理设计LDPC码的校验矩阵,提出了一种整体考虑不同度节点对应重传比例的基于不等保护特性的混合重传算法,从而获得更好的传输性能。     

一种新的空时频正交变换扩展码设计方案

针对基于正交矩阵的空时频分组编码无法得到满分集增益的问题,提出了一种新的空时频分组编码方法,该方法利用正交变换扩展码（OTSC）对数据符号进行空域和频域的扩展,不仅能够实现满分集增益,且该扩展码适用于任意发射天线数下的MIMO-OFDM系统。仿真结果表明,利用该设计方案的系统误比特性能得到了提高,并且系统在任意收发天线数的低信噪比情况下也能获得良好的误比特性能。     

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。     

An adaptive ARQ–HARQ interworking scheme in WiMAX systems

For reliable data transmissions, WiMAX systems support automatic repeat query (ARQ) that operates at the upper MAC and hybrid automatic repeat query (HARQ) that operates at the lower MAC and PHY. ARQ and HARQ schemes have their own weakness that results in low throughput and high delay in WiMAX systems. Although ARQ and HARQ schemes can complement with each other, they operate independently. Some studies focus on the benefits of the interaction between ARQ and HARQ schemes, but these studies have limitations. In this paper, we propose an adaptive ARQ and HARQ interworking scheme to provide reliable transmissions without performance degradation in WiMAX systems. The proposed scheme has five features that are designed to solve the weaknesses of the ARQ and HARQ schemes. We compare the proposed scheme with existing schemes that utilize the ARQ and HARQ interaction through simulations, and the simulation results show that the proposed scheme shows improved performance over existing schemes.     

流星余迹通信中混合自动请求重传机制的网络时延性能分析

针对流星余迹通信系统建模仿真过程中,由混合自动请求重传（HARQ）机制引起的网络时延问题,提出基于HARQ的传输时延估算模型。首先,结合流星余迹通信的网络结构和信道特征,通过分析HARQ的基本原理,建立了流星余迹通信中HARQ的网络时延模型;然后利用排队论的相关理论,引入HARQ的改进机制,提出了Ⅰ型HARQ和Ⅱ型HARQ的传输时延估算模型;最后,通过仿真实验对两种HARQ的传输时延性能进行了对比分析,在改变分组传输正确率和分组时间长度的条件下,Ⅱ型HARQ的传输时延均比Ⅰ型HARQ小。实验结果表明：流星余迹通信中Ⅱ型HARQ比Ⅰ型HARQ具有更好的网络时延性能。     

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。     

基于Ⅲ型HARQ的多播系统跨层设计

提出一种基于Ⅲ型混合自动重传请求(HARQ)的自适应多播系统跨层设计方法。结合链路层HARQ和物理层的自适应调制与编码技术,在给定系统延时性能和残余误包率的条件下,使用曲线拟合法计算在不同限定条件下的自适应调制阈值,推导多播系统分层设计与跨层设计的频谱效率表达式。仿真实验结果表明,与II型HARQ和分层设计方法相比,该方法能有效提高系统的频谱效率,使其随最大传输次数的增加而提升。     

基于跨层设计的矿山物联网感知层协作网络寿命优化

为了满足矿山物联网感知层服务质量（ QoS）的要求,采用一种基于跨层设计的无线协作通信机制,在Nakagami-m衰落信道中,通过物理层自适应调制编码（ AMC）和链路层混合自动重传请求（ HARQ）协议跨层设计,研究无线通信网络的HARQ协作机制,推导出协作传输系统的总能耗表达式,建立跨层优化模型。基于贪婪策略的思想,提出一种网络寿命最大化的功率分配算法（ NLMPAA）,在保证误码率指标的前提下,在最大功率的约束范围内,对功率矩阵进行优化,使网络寿命最大化。仿真结果表明：基于协作机制的网络寿命明显优于非协作机制网络,本文提出的NLMPAA可以延长网络寿命20%以上。     

STBC系统在非同分布Nakagami信道下的一种快速性能评估算法

针对非同分布的Nakagami信道,基于矩生成函数MGF(Moment Generation Function)的分析方法,提出正交空时分组码系统STBC(Space-Time Block Coding)的一种快速性能评估算法,不需要涉及超几何函数积分运算,可在中高信噪比时,快速准确地估计STBC系统的符号错误概率性能。在平坦瑞利衰落信道下的计算机仿真表明,该算法与已有的STBC系统的近似估计算法相比,具有较优的性能。     

Adaptive hybrid error correction model for video streaming over wireless networks

The Hybrid ARQ (HARQ) mechanism is the well-known error packet recovery solution composed of the Automation Repeat reQuest (ARQ) mechanism and the Forward Error Correction (FEC) mechanism. However, the HARQ mechanism neither retransmits the packet to the receiver in time when the packet cannot be recovered by the FEC scheme nor dynamically adjusts the number of FEC redundant packets according to network conditions. In this paper, the Adaptive Hybrid Error Correction Model (AHECM) is proposed to improve the HARQ mechanism. The AHECM can limit the packet retransmission delay to the most tolerable end-to-end delay. Besides, the AHECM can find the appropriate FEC parameter to avoid network congestion and reduce the number of FEC redundant packets by predicting the effective packet loss rate. Meanwhile, when the end-to-end delay requirement can be met, the AHECM will only retransmit the necessary number of redundant FEC packets to receiver in comparison with legacy HARQ mechanisms. Furthermore, the AHECM can use an Unequal Error Protection to protect important multimedia frames against channel errors of wireless networks. Besides, the AHECM uses the Markov model to estimate the burst bit error condition over wireless networks. The AHECM is evaluated by several metrics such as the effective packet loss rate, the error recovery efficiency, the decodable frame rate, and the peak signal to noise ratio to verify the efficiency in delivering video streaming over wireless networks.