协作发射分集系统及其误码性能分析

协作分集（cooperative diversity）技术通过使网络中各单天线用户共享彼此天线，形成虚拟的多天线阵列来实现发射或接收分集，并结合一定的编码方式，可以有效地提高系统性能。多载波码分多址（MC-CDMA，multi．carder code division multiple access）技术将数据调制到各个子载波上发送，可以有效地抵抗信道频率选择性衰落的影响。由此提出了无线网络中频率选择性衰落信道环境下的一种基于分布式空时分组码（DSTBC，distributed space tim eblock code）和MC-CDMA的协作发射分集方案，建立了协作用户间的误码表示模型，基于该模型推导了在协作条件下整个系统误码性能的理论表达式。分析了协作用户间的平均解码差错概率对系统误码性能的影响，并给出了仿真结果。结果表明，本系统相对于未编码的MC-CDMA系统获得了明显的性能增益，同时仿真也较好地验证了理论结果。     

LTE-A上行MIMO系统中空频编码及CM性能的研究

在LTE-A上行系统中,人们采用单载波频分多址接入（SC-FDMA）方案。SC-FDMA是一种具有与正交频分复用（OFDM）系统相似复杂度,立方度量（CM）低的单载波调制和频域均衡技术。首先介绍了LTE-A上行多输入输出（MIMO）系统架构,在此基础上研究资源块、调制方式和多天线空频编码（SFBC）对上行系统CM的影响。仿真结果证明,天线越多,其对系统CM影响越大,4天线发送系统中空频编码技术对系统CM值的影响占主体。     

一种协同分集方案的误码性能分析

协同分集(cooperative diversity)技术通过为网络中某些单天线用户寻找若干个用户作为"伙伴",并共享彼此天线,形成虚拟的多天线阵列,来实现多天线分集,结合分布式空时分组编码(Distributed Space Time Block Code,DSTBC),可以有效地提高系统性能.多载波码分多址(Multi-Carrier Code Division Multiple Access,MC-CDMA)技术将数据调制到各个子载波上发送,可以有效地抵抗信道频率选择性衰落的影响.本文提出了无线网络中频率选择性衰落信道环境下的一种基于分布式空时分组码和MC-CDMA的协同发射分集方案,建立了协同用户间的误码表示模型,基于该模型推导了协同分集方案误码性能的理论表达式,并分析了协同用户间的平均解码差错概率对系统方案误码性能的影响,同时给出了仿真结果.结果表明,DSTBC-MC-CDMA相对于未协同的MC-CDMA系统获得了明显的性能增益,同时仿真也较好地验证了理论结果.     

多载波与单载波QAM传输系统性能比较

本文研究加性白高斯噪声信道上，多载波与单载波ＱＡＭ传输系统的性能。首先指出在发送平均功率和传输速率相同的情况下，在传输特性为理想的平的信道上，两种传输系统具有相同的误比特率，然后给出了信道特性非平（即存在码间干扰）的情况下，多载波ＱＡＭ系统的比特优化分配方法，并用蒙特卡洛方法给出了优化的多载波ＱＡＭ系统与采用判决反馈均衡的单载波ＱＡＭ系统的性能结果。结果显示，优化的多载波ＱＡＭ系统的性能要优于通常的采用判决反馈均衡的单载波ＱＡＭ系统。     

协作分集在Wimax中的应用研究

采用空间分集技术可以有效的对抗无线信道中的衰落。协作分集是一种新的空间分集技术，其原理是单天线的无线用户通过协作，811227共享他们的天线和资源从而形成一个虚拟的多天线系统。OFDM是Wimax中的关键技术，其将数据调制到各个子载波上发送。将协作分集引入到Wimax系统中，利用OFDM技术，可以有效地抵抗信道频率选择衰落的影响，使系统性能得到显著提高。     

短波单载波空时分组码的频域均衡研究

短波通信受多径衰落、干扰复杂等影响严重。空时分组码(Space Time Block Code,STBC)技术在无需增加频谱资源和天线发射功率的前提下,可以利用多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)信道提供的分集增益提升传输可靠性。分析短波MIMO研究现状,提出短波单载波STBC频域均衡(Frequency-Domain Equalization,FDE)系统架构,针对短波信道引入的码间干扰研究MIMO MMSE-FDE均衡技术,并将单载波STBC频域均衡与时域均衡及短波现有波形进行仿真对比。仿真结果表明,相较于短波现有波形,单载波STBC频域均衡系统的可靠性有较大幅度提升,且性能与STBC时域均衡接近,但计算复杂度远低于STBC时域均衡。     

单载波频域均衡(SC-FDE)技术浅析

均衡技术是克服多径变参信道衰落的一种有效手段,也是宽带无线通信中对抗多径的一种重要方法。从设计原理出发,进行了单载波频域均衡(SC-FDE)的设计,分析了单载波均衡的技术特点,并与多载波OFDM技术在通信容量、PAPR等方面进行了比较,最后在莱斯信道进行了仿真分析,给出仿真结果,表明单载波频域均衡系统能够获得较好的性能,降低误码率。对系统工程设计有一定的借鉴意义。     

窃听多天线的多用户调度安全性能分析

物理层安全作为一种密钥缺省的安全方案,逐渐成为信息安全和无线通信两个领域的交叉热点,其主要利用物理层传输资源保证合法接收者正常通信,同时抑制窃听信道通信。针对这一特点,提出了基于无线通信网络中窃听用户多天线、发送端多用户调度,合法接收端选择最好用户的模型,这时窃听用户进行随机选择,分析这种情况下主信道信噪比、窃听信道信噪比、安全传输速率以及窃听用户天线数目对系统安全性能的影响。仿真结果表明,窃听信道多天线时中断概率增加,即降低了系统的安全性能,但增加发送端用户数目、降低窃听信道信噪比、增加主信道信噪比可以显著提高系统的安全速率。同时证明,这种方案同随机选择发送用户相比较,切实提高了系统的安全性能。     

基于Alamouti空时码的单载波频域均衡技术

单载波频域均衡技术不仅可以有效对抗频率选择性衰落,实现高速率、大容量的信号传输,而且能避免OFDM系统的不足。本文讨论了单载波频域均衡技术的原理及其与Alamouti空时编码结合时多发射/接收天线条件下的分集接收算法,在广播频段下,对不同信道环境下的系统传输性能进行了对比仿真。     

基于STBC-SCFDE系统的信道估计算法研究

针对频率选择性衰落信道下2发射天线的空时分组编码-单载波频域均衡(STBC-SCFDE)系统,分别设计了2种新颖的时域多天线导频序列和频域多天线导频序列,相应地提出了一种时域导频信道估计算法和一种频域导频信道估计算法,并分别进行了信道估计的MSE性能分析以及计算复杂度对比.仿真验证表明,相比传统经典多天线信道估计算法,所提2种信道算法在中低信噪比下均能实现良好的信道估计性能,为未来无线通信系统的信道估计开辟了新的解决途径.     

采用频域导频的块传输

该文设计了一种采用频域导频的块传输方案,并提出了适用于该方案的复杂度较低的接收信号处理算法,包括信道估计算法、均衡解调算法。与现有的PN导频方案构成的块传输方案相比,该文的频域导频块传输方案在没有误码性能损失的前提下大大降低了计算复杂度。仿真验证了该方法的有效性。     

单载波宽带MIMO系统广义近似消息传递Turbo频域均衡

针对编码单载波循环前缀(SC-CP)多输入多输出(MIMO)系统,该文采用消息传递算法研究软输入软输出MIMO频域均衡器(FDE)的设计问题。基于广义近似消息传递(GAMP)算法,该文提出一种新的低复杂度MIMO频域均衡方法。这种消息传递MIMO均衡方法的显著特点是既保留了SC-CP传输所产生的频域均衡的优点,同时又避免了传统MIMO FDE中逐频点MIMO矩阵求逆运算,所以具有随MIMO系统接收天线数增加而线性增长的计算复杂度。计算机仿真结果表明,与传统方案相比,该文提出的MIMO频域均衡算法具有明显的误码率(BER)性能优势。     

单载波频域均衡在地空高速数据链的应用

地空数据链的信道属于低仰角的多径信道,存在较严重的符号间干扰。正交频分复用(OFDM)是得到认可的有效抗多径方案,单载波频域均衡(SC-FDE)采用与OFDM相似的频域均衡方式,具有与OFDM相近的性能和复杂度,并克服了OFDM的一些不足。在比较SC-FDE和OFDM相似性、分析SC-FDE的信道估计与均衡基础上,提出了采用SC-FDE的地空高速数据链解调器结构,该结构在保留单载波处理的优点条件下实现高效的频域均衡。     

一种基于分布式发射天线的差分空时调制方法

在基于分布式发射天线的多入多出(MIMO)系统中,由于各发射天线的发射信号不同时到达接收端,用于信道估计的导引设计及发射方法存在一定困难。针对这一问题,该文提出一种无需信道估计的分布式MIMO差分编码及检测方法:发送端将发射矩阵进行相位差分调制后发射,接收端利用前后接收量判断相位信息恢复出发送端数据信息。该方法频谱效率与V-BLAST相同,适用于任意发射天线数和接收天线数,且不要求接收天线数大于发射天线数。仿真结果表明,在不同信道传播时延情况下,误码率性能不同。     

莱斯信道下多载波异步发射分层空时码设计

视距路径的存在使多天线信道矩阵的条件数增加,造成同步多载波分层空时码的线性检测性能严重下降甚至失效。针对这一现实问题,该文提出了一种新的发射信号设计方法:在频域上将每个天线上的多载波信号异步发射。在莱斯信道中得到了联合迫零检测的误比特率表达式,并在未编码和Turbo编码情况下与同步多载波分层空时码进行了仿真对比。理论分析和仿真结果表明:异步多载波发射结构能够突破同步多载波分层空时码对接收天线数的限制,利用线性检测方法可以获得系统的最大可能空间分集度。     

频率选择性信道下单载波空时分组编码传输系统中的信道估计技术

在频率选择性信道下给出了单载波频域均衡系统结合空时分组编码传输基于训练序列的最优信道估计算法。由于选取具有恒幅特性的Chu序列作为训练序列,因此这一算法能够实现信道估计的最小均方误差,并作了理论证明。最后,对本方案的性能进行了仿真比较,仿真的结果证实了本方案的优点。     

基于叠加训练序列和低复杂度频域Turbo均衡的时变水声信道估计和均衡

针对时变水声信道估计和均衡问题,该文提出基于叠加训练序列(ST)和低复杂度频域Turbo均衡(LTE)的时变水声信道估计和均衡(ST-LTE)算法。基于叠加训练序列方案,将训练序列和符号线性叠加,使得训练序列和符号信道信息一致;基于最小二乘算法,进行信道估计。基于频域训练序列干扰消除技术,在频域消除训练序列对符号的干扰;基于频域线性最小均方误差(LMMSE)均衡算法,通过先验、后验、外均值和方差的计算,实现低复杂度信道均衡(符号估计);基于Turbo均衡算法,软重构叠加训练序列和更新信道估计,进行均衡器和译码器的信息交换,利用编码冗余信息,大幅度提升信道均衡性能。进行仿真、水池静态通信试验(通信频率12 kHz,带宽6 kHz,采样频率96 kHz,符号传输速率4.8 ksym/s,训练序列和符号的功率比为0.25:1)和胶州湾运动通信试验(通信频率12 kHz,带宽6 kHz,采样频率96 kHz,符号传输速率3 ksym/s,训练序列和符号的功率比为0.25:1),仿真和试验结果验证了所提算法的有效性。     

Receiver Design for Single-Carrier Block Transmission Over Doubly Selective Channels

Single-carrier block transmission is an alternative scheme to orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) for wireless broadband communications. In this paper, a receiver is designed for single-carrier block transmission with cyclic prefix for mobile broadband communications. As the wireless transmission is over doubly selective channels, a basis expansion model is used to capture both the time- and frequency-selectivity of the channel and is parameterized for the receiver design. The receiver estimates the channel model coefficients in the time domain and uses these coefficients for equalization in the frequency domain. The channel estimation is assisted by time-domain pilot insertion. The structure of the frequency-domain channel matrix is exploited and a linear minimum mean-square error equalizer is used for the equalization. When the basis expansion model well matches the physical channel, simulation results show superior receiving performance of the proposed system compared with the OFDM system with a similar complexity.     

Single Carrier Frequency Domain Equalization Space–Time Block-Spread CDMA with Multiuser Interference-Free Detection

In this paper, we study a single carrier space–time block-spread (STBS) with frequency domain equalization combined with direct-spread code division multiple access (CDMA) which we term, SCFDE-STBS-CDMA. We propose a novel SCFDE space–time scheme for CDMA that achieves multiuser-interference free reception and performs well in both slow and fast fading frequency selective channel. The orthogonality among the users is preserved at the receiver allowing a multiuser-free MUI-free detection in slow fading channel. In fast fading channel, we proposed a MMSE detector that exploits the time diversity of the fast fading channels. In the conventional counterpart scheme proposed in the literature, the length of the spreading factor affect negatively the performance of the system when the channel is fast fading while in the proposed scheme, the spreading factor is an additional degree of freedom that do not degrade the system performance. Since the maximum number of users supported depends on the spreading factor, the proposed scheme can then maintain more users than the conventional one in fast fading channels. The bit-error rate (BER) performance of the proposed scheme is analyzed and compared with the conventional approach in the literature.     

Frequency domain decision feedback equalizer for time-reversal space-time block coding

In this paper,a frequency domain decision feedback equalizer is proposed for single carrier transmission with time-reversal space-time block coding (TR-STBC).It is shown that the diagonal decision feed...