MIMO-OFDM系统中改进的球形译码检测算法

研究增强信道性能,提高增益效果问题,在MIMO-OFDM检测算法中,球形检测算法可以在保证接近ML检测性能的前提下有效的降低检测复杂度,但是当球形搜索半径过大时,球形译码的复杂度仍然很高。针对上述难点问题,提出了一种新的选择半径的方法,只要设置合适的参数,对半径可以随信道参数和调制阶数的大小自适应改变,从而有效地避免了符号矢量的重复检测。经过仿真试验,结果表明,与传统检测算法相比,提出的算法在损失较小系统性能的前提下,很好地降低接收译码检测过程的复杂度,并有效地提高系统分集增益。     

多符号差分检测的低复杂度球形译码设计

在多符号差分检测系统中,深度优先的球形译码是一种典型的次优的检测算法。然而从复杂度角度来说,它仍有较高的计算复杂度,且存在流水线和并行操作困难等缺点。针对这些问题,目前主要从两个方面对该算法进行改进：一是通过选择合适的约束半径来降低复杂度;二是与K-Best（M）算法结合来解决并行操作问题。主要研究前者,并在现有的理论基础上,提出了两种半径选择方法,即线性半径和非线性半径。仿真结果表明,两种半径约束下的球形译码在复杂度上低于最大似然检测却同时能保证它们的性能损失小于0.5 dB。     

OFDM系统中一种低复杂度的信道估计算法

提出一种适用于正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统的低复杂度信道时域响应估计算法.在发送端,算法基于最小均方误差(Mean-square error,MSE)准则以及给定的导频分布对导频功率及相位进行设计;在接收端,算法直接对接收到的导频符号进行求和,通过对求和结果进行简单加权后得到信道时域响应的估计.由于该算法在估计信道时只需进行很少量的复数乘法运算,因此接收端的计算复杂度非常低.理论分析与仿真结果表明,当信道时不变或慢时变时,该算法具有较小的估计均方误差.     

低复杂度的时域同步OFDM信号检测算法

构造一种在所有正交频分复用(OFDM)符号中使用同一PN序列作为保护间隔的时域同步OFDM信号格式,提出一种基于快速傅里叶变换的PN码干扰消除和信号检测算法,该算法不使用FIR均衡技术,复杂度低,仅与常规CP-OFDM信号检测算法的复杂度相当,但由于引入了部分保护间隔内的噪声,因此BER性能不如CP-OFDM系统。仿真结果表明,在典型的双径短波信道中,两者的BER性能差距小于0.1 dB,在信道时域扩展较大的四径短波信道中,两者的BER性能差距小于1 dB。     

基于SystemC的MIMO OFDM系统的仿真实现

MIMO和OFDM是B3G和4G宽带无线通信的关键技术之一,能极大地提高信道的频谱利用率。传统的通信系统的设计都采用Matlab仿真,该文采用SystemC对4 ×4 MIMO OFDM无线通信系统进行了仿真实现。研究结果表明：MIMO OFDM系统能获得更高的数据率和更好的传输质量,使用SystemC仿真速度快,易于硬件实现,而且更节约系统资源。     

MIMO OFDM系统联合时频同步算法

为了解决多输入多输入多输出(Multiple imput multiple output,MIMO)正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统的时间和频率偏移估计问题,提出了一种基于恒幅零自相关(Constant amplitude zero auto correlation,CAZAC)序列的联合时频同步算法。同步前导包括两个相同长度的训练符号。在接收端,分别计算两个本地训练序列与接收信号的互相关,利用CAZAC序列的特性可以检测出所有收发天线对之间的时间偏移和整数频率偏移;然后对接收信号进行整数频偏补偿,利用两个训练符号之间的关系可以估计出小数频率偏移。分析和仿真结果表明,该算法与传统的同步算法相比,不但具有更高的同步概率,而且能够估计出所有收发天线对之间的频率偏移。     

改进的MIMO系统球译码检测算法

针对球译码检测算法的搜索半径影响着其算法复杂度的问题,提出一种改进算法.改进算法对球译码检测算法的搜索半径乘上一个常量压缩因子,且在每层搜索中削减噪声因子的影响.通过缩减搜索球半径、缩小搜索范围实现算法复杂度的降低.仿真结果显示:在信噪比低于10 dB时,改进算法比传统球译码检测算法计算复杂度平均降低18％左右,同时误码性能损失较小.     

一种低复杂度高性能的MIMO系统自适应检测算法

如何克服发射信号的重叠和码间干扰是MIMO系统信号检测技术面临的关键问题。信号检测算法的性能优劣是影响MIMO技术能否真正适于实际应用的关键因素。结合MLD算法高性能和MMSE-SIC算法低复杂的优点,对Hybrid算法进行了改进,提出了一种基于信道最大/最小特征值的自适应混合检测算法。该算法重新定义了自适应系数,并通过信道矩阵特征值的特性,自适应控制三种子混合算法检测数据流时的百分比,以达到更高的检测效率。仿真结果表明：无论信道在何种复杂环境下,该算法具有与MLD算法几乎相同的误码性能,计算复杂度也有很大的改善。     

基于比例公平的多用户MIMO-OFDM系统自适应资源分配算法*

针对传统多用户MIMO-OFDM系统中自适应资源分配算法计算复杂度较高、实时性不强、无法保证用户间公平性等问题,提出了一种低复杂度的自适应子载波、比特及功率分配算法。在子载波分配上,该算法能够在兼顾比例速率约束的前提下使系统发射功率达到最小化;在比特及功率分配上,该算法将非线性优化问题转换为线性优化问题,在保证系统性能的同时显著降低计算量。仿真结果表明,该算法具有良好的性能,能够有效降低计算量,并使系统容量在用户间分配得更加公平和合理。     

LTE-A系统中球形译码检测算法研究

详细研究了球形译码算法流程以及两种常用的初始半径选择算法,提出了一种基于阈值的球形译码检测算法,充分考虑到信噪比以及信道条件数对检测算法的影响,在保证球形译码性能的前提下,降低球形译码算法复杂度.该算法已应用于TD-LTE无线综合测试仪表的开发中.     

TD-LTE系统中软输出球形译码检测算法研究

在MIMO-OFDM系统中,基于软判决的检测算法其性能要明显优于基于硬判决的检测算法.传统的基于软判决的检测算法由于其很高的复杂度,从而对实现提出了很大的挑战.鉴于此,通过对软输出球形译码检测算法的研究,引入了一种快速有效的单树搜索球形译码检测算法.该算法极大地降低了MIMO软检测的复杂度,已应用于TD-LTE无线综合测试仪表的开发中.     

长期演进系统中一种低复杂度球形译码算法

在长期演进(LTE)系统中,球形译码算法拥有接近于最大似然(ML)的误码率(BER)性能。针对在16QAM和64QAM等高阶调制情况下球形译码算法计算复杂度和所需硬件资源的急剧增加,提出了一种调整符号搜索策略的改进型球形译码算法。该算法在不同的检测层采用特定的符号搜索方案,并结合一种基于信噪比的动态调整半径方法。在无线瑞利信道环境下,对各种球形译码算法进行了仿真。仿真结果表明,提出的改进型算法基本保持传统球形译码算法较低的BER性能,同时还有效地降低了计算复杂度和硬件实现复杂度。     

有限反馈MIMO OFDM系统公平性资源分配算法

针对多输入多输出正交频分复用(Multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统资源分配过程中信道信息反馈开销过大的问题,给出了一种基于有限反馈的公平性资源分配算法.该算法在发射总功率、目标误码率以及用户间比例速率约束条件下,以最大化系统和容量为目标,将相邻子载波分簇并反馈部分簇的信道状态信息(Channel state information,CSI),利用部分已反馈簇的信道状态信息CSI对未反馈簇的CSI进行估计,据此进行子载波簇、功率和比特三级分配.仿真结果表明,该算法在保证用户间比例公平性和系统和容量性能的同时,有效降低了系统的反馈开销,实现了系统性能与反馈开销的良好折中.     

Multiple symbol differential detection based on sphere decoding for unitary space-time modulation

Recently, a multiple symbol differential (MSD) sphere decoding (SD) algorithm for unitary space-time modulation over quasi-static channel has been proved to achieve the performance of maximum-likelihood (ML) detection with relatively low complexity. However, an error floor occurs if the algorithm is applied over rapid-fading channels. Based on the assumption of continuous fading, a multiple symbol differential automatic sphere decoding (MSDASD) algorithm is developed by incorporating a recursive form of an ML metric into automatic SD (ASD) algorithm. Furthermore, two algorithms, termed as MSD approximate ASD (MSDAASD) and MSD pruning ASD (MSDPASD), are proposed to reduce computational complexity and the number of comparisons, respectively. Compared with the existing typical algorithms, i.e., multiple symbol differential feedback detection (MS-DFD) and noncoherent sequence detection (NSD), the performance of the proposed algorithms is much superior to that of MS-DFD and a little inferior to that of NSD, while the complexity is lower than that of MS-DFD in most cases and significantly lower than that of NSD. Supported by the National Basic Research Program of China (973 Program) (Grant No. 2009CB320403), and the National Defense Pre-research Project of the 11th Five-Year-Plan of China (Grant No. 1060741001020102)     

基于合作似然检测和球形译码的多用户多输入输出多跳中继系统

针对多输入输出(MIMO)系统在传输数据过程中的误码率(BER)和信道容量优化问题,提出一种基于合作似然检测和球形译码的多用户MIMO多跳中继系统。首先,该系统构建二阶协作的MIMO中继系统模型对信道数据的中继传输过程以及路径损耗、阴影衰落情况进行分析;接着,通过球形译码来推导出等效的最大似然规则进行对数正态阴影衰落检测;最后提出最大调和平均信道功率选择策略,基于相关性链路度量和最大信道功率阈值为用户选择误码率更小的接入链路,从而改善多用户MIMO系统的性能。实验仿真结果显示,与基于互信息最大化的多用户MIMO多跳中继系统以及基于解码转发和多入多出技术正交空时分组编码(STBC)的中继系统相比,该系统在数据传输过程中的平均比特误码率分别降低了27.4%和32.6%,平均信道容量分别提高了9.5%和12.7%,因此在减少误码率和提高信道容量上具有较好的效果。     

基于MIMO-OFDM在高速下行分组接入技术中的研究

结合Alamouti分集结构和空时分组编码技术,研究了MIMO-OFDM应用在高速下行分组接入（HSDPA）系统中的性能。首先分析了正交频分复用技术及其在HSDPA系统中应用的可行性。在此基础上,通过分析两根发送天线和一根接收天线时系统的性能,说明MIMO-OFDM技术的引入可以降低系统设计复杂度,提高频谱利用率。     

一种改进的降低MIMO-OFDM系统峰均比的联合算法*

多输入多输出频分复用(MIMO-OFDM)技术是将OFDM与MIMO技术相结合的无线通信系统,它在继承OFDM与MIMO技术诸多优点的同时,具有OFDM系统存在的峰均比(PAPR)较高的问题。选择性映射法(SLM)和预留子载波保留算法(TR)具有很好地抑制PAPR的性能,但是把传统的TR或SLM方法直接运用到MIMO-OFDM系统中却难以达到很好地抑制PAPR效果。为了寻求在MIMO-OFDM系统中改善PAPR性能的同时降低算法实现复杂度,提出一种TR与SLM算法相结合的适合MIMO-OFDM系统的改进算法TR-SLM。通过理论分析与仿真结果表明,TR-SLM级联算法不仅能有效抑制MIMO-OFDM系统的PAPR,同时可减小算法的计算复杂度与系统实现的复杂度。