协作通信中一种非差分分布式空时码

构建了一种循环酉矩阵群的非差分分布式空时码,该码字基于一个简易的三跳通信信道模型,可以应用于信道状态不是特别优良,或者由于通信距离两节点之间不能实现直接通信的情况,也可以应用于Ad hoc网络.在源节点处用循环对角酉矩阵群来构建发送码字,利用分集和的方法得到最优生成矩阵.在中继处利用广义Hadamard矩阵构建中继酉矩阵,对信号进行酉线性处理.并得出三跳通信模型下部分相干分布式空时码的译码公式,根据此公式得到如何选择生成矩阵来提高系统性能.最后对该码字进行仿真对比,得出在低信噪比情况下,两跳通信系统性能比三跳模型的好,但是在高信噪比下三跳通信模型要比两跳的更为优良,并且比差分编码性能提高3dB左右.     

大气激光通信中的级联空时分组码

空时分组码虽然获得了满分集增益,但因不能提供编码增益而使系统性能受到限制.首先介绍了光MIMO系统的信道模型;其次针对Q-PPM(Q>2)调制方式,完成了对已有空时分组码的改进,并和RS码相级联而提出了一种级联空时分组编码方案.在此基础上分析了该方法的误码性能.最后,利用仿真实验进一步验证了该方法的可行性,并和级联重复码的性能进行了对比.结果表明:在大气激光通信中,随着信噪比的增加,级联空时分组码获得了较高的编码增益,有效抵御了大气湍流效应.     

水声通信空时联合均衡技术仿真研究

针对单传感器接收性能受水声信道衰落特性影响较大的问题,通过判决反馈均衡与分集技术相结合的空时联合均衡,采用快速优化最小均方(FOLMS)算法,实现了分集通信仿真。仿真结果表明,当信道出现衰落时,单通道均衡的效果较差,通过空时联合均衡则可有效提高接收性能。文中还给出了不同输入信噪比及不同分集情况下的计算结果,显示了误码率随分集数目的增加以及支路中衰落路数减少而降低的趋势。     

差分酉空时协作系统的多符号裁减自动球形译码

鉴于差分协作系统中多符号差分检测(multiple-symbol differential detection,MSDD)算法计算复杂度高的缺点,引入裁减自动球形译码(pruning automation sphere detection,PASD)算法来降低差分酉空时协作系统的检测复杂度.PASD算法是在球形译码的基础上,结合自动球形译码和裁减球形译码的思想而提出的.通过对扩展节点所消耗的复杂度和系统的误码率两方面来分析译码算法的性能.仿真分析表明,在差分酉空时协作系统中,PASD算法在误码性能几乎不变的情况下,复杂度曲线比球形译码(sphere detection,SD)算法收敛迅速.其中在分组长度N=5、信噪比SNR=15dB的情况下,PASD、SD算法的扩展点数分别为14.138 6、78.950 5,大大降低了系统的复杂度;同时,当SNR>16dB时,协作节点的增加有利于提高系统的误码性能,系统的复杂度性能并没有很大的损失.     

MIMO水声通信中的空时分组扩展编码方案探讨

采用多输入多输出（MIMO）结构和空时编码可以使水声通信系统获得分集增益,改善系统性能。针对水声信道中的频率选择性衰落,研究了一种用于MIMO水声通信系统的空时分组扩展编码方案（STBSC）,利用正交扩频编码克服了水声信道中多径干扰对空时分组编码（STBC）信号正交性的破坏。给出了方案的系统模型和实现框图,采用MIMO水声模型对方案的性能进行了仿真。仿真结果表明,STBSC方案在多径水声信道中可以得到完全发射分集。最后介绍了方案的水库试验,试验结果表明了方案的有效性。     

基于球形译码的分布式空频编码协同通信系统检测算法

针对频率选择性衰落下的多中继分布式空频编码协同通信系统,提出了一种基于球形译码的频域符号检测算法。理论分析和仿真结果表明,该检测算法不仅获得了与最大似然(ML)检测算法相同的误符号率性能,而且显著降低了分布式空频编码协同通信系统检测算法的复杂度,具有较高的实用价值。     

基于空时编码的分集技术

近年来,为了提高无线频谱的利用率,一些学者提出了一种结合分集发送、调制和编码的空时码。空时码是应用于无线通信中的一种新的编码和信号处理技术,它将信道编码技术与分集技术相结合,从而提高信号在无线衰落信道中传输的可靠性,采用这种技术以后,可以大幅度地提高无线通信系统的信息容量和传输速率,并能有效地提高抗噪声和抗干扰的能力。     

一种新的水声MIMO空时频编码技术

基于贝尔实验室垂直分层空时编码（Vertical Bell Labs Layered Space-Time,VBLAST）的水声多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）通信技术,通过充分开发空间资源,可在不增加系统带宽的条件下成倍提高数据传输速率,是一种极具潜力的高速水下通信技术。但由于其接收信号中同时含有同频干扰及多径干扰,当信道多径扩展严重时,其性能下降严重。为此,提出一种新的空时频编码技术,该技术通过将各层信号调制到彼此正交的子载波上,不但可在接收端完全消除同频干扰,同时还能获得频率分集增益,从而使水声MIMO通信系统的性能获得极大改善。仿真及湖试结果证明了其有效性。     

一种稳健的水声MIMO通信系统调制技术

作为一种极具潜力的高速水下通信技术,基于VBLAST（贝尔实验室垂直分层空时）编码调制的水声MIMO通信技术,借助于空间复用,可在不增加系统带宽的条件下成倍提高数据传输速率。但由于同时受到同频干扰及多径干扰的影响,当信道多径扩展严重时,基于VBLAST调制的水声MIMO通信系统性能下降严重。为此,提出一种新的调制技术,该技术通过将各层信号调制到彼此正交的子载波上,可完全消除同频干扰,从而有效改善系统误码性能,显著提高系统的稳健性。仿真结果证明了所提调制技术的良好性能。     

基于空时块编码和正交脉冲的MIMO系统性能研究

为了有效利用脉冲无线电(IR)的短距离、高数据速率以及多输入多输出(MIMO)通信系统的更大容量,提出了一种基于空时块编码(STBC)和正交脉冲的MIMO超宽带(UWB)通信系统。具体实现是通过对标准单输入单输出(SISO)脉冲无线电系统的直接序列超宽带作为多址(MA)技术的IR-MA信号模型以及信道模型、收发器结构和检测方法的分析,提出了一种把空时块编码和正交脉冲相结合的新方法,并采用FS-rake相干接收(CR)和非相干接收(NCR)技术及IEEE UWB信道模型对其获得的空间分集和编码性能进行了研究,从而得到可以相对较好地描述高信噪比时的性能变化趋势的理论上限值。仿真结果表明,这种STBC-IR方案相比于传统的单链路-脉冲无线电(SL-IR)方案,可获得更好的空间分集和编码增益,可用于增加传输距离和减少rake接收机的复杂性,而且在UWB通信中,STBC-IR方案还能很好地消除定时抖动的影响。     

叠加编码技术在水声OFDM通信系统中的应用研究

<正>交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)通信技术由于具有频谱利用率高、抗多径能力强等优点,成为当前水声通信的研究重点和热点。在保证鲁棒性能的前提下,为了能够进一步提高其吞吐量,将叠加编码(Superposition Coding,SC)技术应用于水声OFDM通信系统中,在保证基本信号的同时获得额外的信息。仿真结果和水池实验结果表明:通过选择合适的功率分配因子,叠加编码在保证两路信号误比特率性能的前提下,可以提高系统的吞吐量,具有很好的应用前景。     

Pattern时延差编码水声通信抗多普勒的差分解码研究

研究了 Pattern时延差编码（Pattern Time Delay Shift Coding,PTDS）水声通信的差分解码技术。在移动水声通信中,多普勒频偏会对信号产生时间上的压缩或展宽。差分解码通过测量相邻Pattern的时间差进行时延估计完成译码,克服了多普勒频偏在时间上的累加效应,具有更强的抵抗多普勒能力,为移动水声通信技术的研究打下了基础。仿真实验证明所提出的解码方案简单易行、性能优良。     

基于OFDM编码的水声通信差分解码技术

正交频分复用（OFDM）具有良好的抗频率选择性衰落性能,抗多径和脉冲噪声能力强,同时具有在高效带宽利用率情况下的高速传输能力以及简单的实现方法。OFDM在应用中也存在一些问题,例如对频率偏移和相位噪声敏感等。研究了基于正交频分复用编码的水声通信差分解码技术。所提出的差分解码方案通过测量相邻OFDM信号的相位差进行解码,从而降低了信道时变特性对水声通信系统的影响,特别是相位误差的累积效应。湖上试验数据差分解码的结果显示了所提方案的有效性,极大地降低了通信系统的误码率。     

修正时延扩展卡尔曼滤波MIMO声纳目标跟踪方法研究

分布式多输入多输k~（Multiple．InputMultiple—Output,MIMO）声纳是一种通过MIMO技术规划时空信道来提高声纳探测性能的新型主动探测声纳体制。由于分布式MIMO声纳节点分布间隔大,水中声速较小,由各发射节点同步发射的测距信号将经过不同的时延到达目标,因此各接收节点测得的距离值分别对应于目标不同时刻的状态。常规的定位方法并没有考虑传播时延对测量值的影响,因而定位精度受到限制。提出了一种修正时延的扩展卡尔曼滤波方法（ModifiedExtendedKalmanFilter,MEKF）对分布式MIMO声纳系统中的移动目标进行跟踪。仿真结果表明,与常规的目标定位跟踪方法相比,该方法有定位精度高、收敛速度快、跟踪性能稳定的特点。     

带内全双工水声通信残余自干扰实时抵消技术研究

带内全双工水声通信(In-Band Full Duplex Underwater Acoustic Communication,IBFD-UWAC)因其频谱利用率可达传统半双工模式的两倍,已成为水声通信领域的研究热点之一。由于本地发射强功率自干扰信号会导致通信系统误码率性能无法达到正常需求,因此自干扰抵消(Self-interference Cancellation,SIC)技术成为IBFD-UWAC中的核心问题。针对经过模拟SIC或空间自干扰抑制后的残余干扰信号问题,文章利用硬件在环(Hardware In-Loop,HIL)仿真,基于Simulink^® Desktop Real-time平台,实现了实时SIC,并利用瞬时状态误差判断期望信号到达情况,提出一种基于期望信号到达阈值的改进Sigmoid函数可变步长最小均方(Improved Sigmoid function based Variable Step Size,LMS,ISVS-LMS)算法,该算法大大降低了期望信号对SIC过程带来的影响。分析、仿真及实验表明：该方法可实现实时带内全双工水声通信的自干扰抵消,且算法的收敛速度以及稳态效果均有显著提升。