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。     

移动通信中V-BLAST系统及其检测算法研究

提高移动通信系统的容量是提高移动通信系统性能的目标之一。空时编码技术可以在一定衰落环境下提供高质量的编码符号,从而提高系统容量,因而在无线通信中得到了广泛的关注。贝尔实验室提出的垂直分层空时码系统(V-BLAST)是移动通信的一项重要技术,因其传输速率和频谱利用率都较高,已经开始在实际系统中应用。基于此,笔者主要研究垂直分层空时码系统的模型构成和常用检测算法,并对各种检测算法的特点和性能进行分析,在此基础上对算法进行改进,将传统的定序干扰消除算法和极大似然相结合,对改进算法进行仿真。     

结合STBC的V-BLAST多天线超宽带OFDM系统性能研究

在对多带(MB)OFDM UWB通信系统进行研究的基础上,结合空时分组码(STBC)和空时分层码(V-BLAST)两者的特点,该文分析了混合型编码的多输入多输出(MIMO)MB OFDM超宽带通信系统,并详细介绍了系统模型和编译码原理,对系统性能进行了仿真。仿真结果表明,在改进的S-V多径信道环境下,两者结合的多天线MB OFDM系统不仅具有更高的分集增益和传输效率,而且误码性能有所提高。     

改进的混合多输入多输出系统收发方案

为在频谱利用率和可靠性之间取得折中,提出一种高效低复杂度的发射接收方案,将空间复用和空间分集相结合,形成一个STBC-VBLAST混合编码的多输入多输出系统。利用线性疏散码的结构特点,在发射端以等效的垂直分层空时码子层发送信号,接收端使用基于排序的QR分解的连续干扰抵消的算法进行译码,同样可以获得较好的复用和分集增益。仿真结果表明,该方案的误码率性能优于其他检测方案,可降低计算复杂度。     

分布式MIMO 系统的迭代空时检测算法

针对未来无线通信系统中广义分布式天线阵的架构,提出了一种适用于分布式多输入多输出（MIMO） 系统的LST-STBC 空时编码方案．该方案通过具有差错控制编码的分层空时（LST）结构与基于正交设计的分组空 时码（STBC）的有效结合,同时获得了分集和复用增益．针对提出的空时编码结构,接收端采用基于软干扰抵消和 最小均方误差（MMSE）的迭代检测算法,通过检测和译码软信息的迭代,有效降低了系统的误码率．仿真结果表 明,文中提出的基于接收端迭代检测的空时编码方案能有效提高分布式MIMO 系统的传输速率和传输质量．     

无线衰落信道的分集技术

空时发送分集(STTD)是基于空时分组码(STBC)的一种发送分集技术.本文分析了无线衰落信道的特性,介绍了分集技术,及发送分集的基本思想,阐述了空时码概念,给出了空时码编码设计思想和准则.最后给出仿真比较结果.     

不同信道条件下MIMO空时编码技术的特性分析

为了分析多输入多输出（ MIMO）空时编码技术在不同信道条件下的性能优劣,研究了无线信道的衰落统计特性,对比了在Rayleigh信道、Rician信道和Nakagami信道条件下,正交频分复用空时块编码（ STBC-OFDM）、垂直空时分层码（ V-BLAST）及空时格型码（ STTC）的系统误码率。通过仿真分析结果表明：STBC-OFDM系统在衰减指数为5的Nakagami信道条件,系统误码率最低,Rician信道次之,Rayleigh信道最高,而且当系统误码率为10－3时,其所需的信噪比（ SNR）分别为7,9,11 dB;但对于V-BLAST和STTC系统,随着信噪比的增加,不同的信道条件对系统误码率的影响各有优劣。     

改善V—BLAST／OFDM系统性能的子载波分配研究

为了提高多用户V-BLAST／OFDM系统的整体性能，我们研究在不同检测方式下的子载波分配准则，并利用矩阵和排序统计的知识对系统性能及取得的多用户分集增益做了定量分析，得到多用户分集增益的数学表达式。仿真结果表明，本文提出的动态子载波分配准则可以有效地利用多用户分集，明显提高V-BLAST／OFDM系统的整体性能。另外，本文与空间分集系统中取得的多用户分集增益进行了仿真比较，表明将基于V-BLAST的多用户OFDM系统与子载波分配相结合更能改善系统的整体性能。     

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.     

基于V-BLAST的MIMO无线通信系统性能分析

重点对多输入多输出（MIMO）无线通信系统的信道模型、空时分组码（Alamouti）以及垂直分层空时码（V-BLAST）空间复用技术进行了仿真分析.首先利用MATLAB在信道建模中实现了基于瑞利环境下的信道容量仿真图,同时仿真并分析了天线相关性对信道容量的影响;然后进行了Alamouti方案和最大比接收合并（MRRC）之间的仿真分析;最后对V-BLAST系统中的线性检测（ZF）算法和最小均方误差（MMSE）算法做了仿真比较,从而得出V-BLAST系统优于非V-BLAST体系下的误码性能.     

采用不同STBC分集模式的OFDM系统性能分析

由于空时编码技术和OFDM技术各自的特点，两者能很好地结合在一起，而影响空时编码获得最大分集增益的主要因素是系统的发射、接收天线数目和多径数目。该文详细分析了采用空时分组编码的OFDM系统的模型，通过改变发射分集和接收分集来仿真不同传输环境下OFDM系统的性能，并对不同分集模式性能进行对比分析，仿真结果表明，多普勒频移对系统性能有较大影响，增加发射天线个数能有效克服系统错误平台效应，接收端采用分集技术比发射端增加天线个数能更有效提高系统性能。在进行空时分组编码设计时，可以首先考虑增加接收天线数目以改善系统性能。     

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。     

基于非线性预编码的多载波分层空时检测方法*

该文针对多载波分层空时方案传统检测存在误层传输效应及复杂度高的问题,提出了一种基于非线性预编码的多载波分层空时检测方法。该方法首先对反馈信道状态信息采用几何均值分解获得各子信道具有相同等效噪声增益的预编码矩阵,再在发射端多载波CDMA子载波信道间进行非线性模代数THP预编码,可以有效地消除传统分层空时检测的误层传输效应,在接收端分别采用迫零与最小均方误差准则,降低了下行接收机的复杂度。文中对该方法的性能进行分析并仿真,仿真结果表明本文所提出的方法比传统方法有效改善了系统的误码性能,并在一定程度上降低了接收机的复杂度。     

一种带预处理模块的全局最优多用户检测算法

提出了一种新型的带有预处理模块的全局最优多用户检测算法,该算法可以通过预处理模块直接判断出用户信息,并保证所得的用户信息码与最佳多用户检测得到的结果相同。以STBC系统为例验证了该算法的有效性,仿真结果表明该算法可以精确地判断出用户信息,通过使用该算法可以实现更低的系统误码率,大大提高系统性能。     

基于几何均值分解的V-BLAST非线性预编码方法

针对垂直分层空时方案传统检测存在误层传输效应及复杂度高的问题,提出了一种MIMO-OFDM下行链路系统中基于几何均值分解的V-BLAST非线性模代数预编码方法。该方法首先采用几何均值分解获得各子信道具有相同等效噪声增益的预编码矩阵,再在发射端正交频分复用(OFDM)子载波信道间进行非线性模代数预编码,可以有效地消除分层空时码的误层传输效应,在接收端采用最小均方误差准则。仿真实验表明,该方法比传统方法有效改善了系统的误码性能,一定程度上降低了下行链路接收机的复杂度。     

信道反馈延迟的V-BLAST系统功率分配算法

针对信道反馈的延迟问题,以降低误比特率(BER)为优化目标,提出一种适用于垂直分层空时编码系统的自适应发送功率分配算法。假设接收端可以得到完全的信道状态信息,并通过反馈链路将信道信息反馈至发送端。在接收端采用迫零检测算法,给出系统瞬时信噪比(SNR)与估计SNR的表达式推导过程,根据系统瞬时SNR的条件概率密度函数求出系统总BER的表达式;发送端在总功率约束条件下,采用拉格朗日极值法计算出自适应功率分配矩阵的闭式解。仿真结果表明,当归一化反馈迟延因子等于0.000 1、误比特率为10~(-3)时,该算法的系统性能比等功率分配算法提高约5 dB。     

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.     

基于差分空时编码的OFDM系统的性能仿真

结合差分空时分组码(DSTBC)技术,对MIMO-OFDM系统中的性能进行了研究。在IEEE 802.16d室内多径环境下,对使用2根发射天线和1根接收天线的MIMO-OFDM系统进行了深入研究。在发射端和接收端,差分空时分组编码和解码技术应用在MIMO-OFDM系统中。为了比较,对使用空时分组编码(STBC)技术MIMO-OFDM通信系统的性能也进行了讨论。     

Computationally efficient near-optimal combined antenna selection algorithms for V-BLAST systems

The Vertical Bell Laboratories Layer Space–Time (V-BLAST) system using ordered successive interference cancellation (OSIC) detection is a popular system architecture featuring high data rate and moderate computational complexity. The performance of the V-BLAST system can be further improved by exploiting the diversity and closed-loop gain provided by the technique of combined antenna selection (CAS). In this paper, we investigate the design of CAS algorithms with a goal to minimize the system?s error rate. As the error rate of a system varies dramatically with the transceiver architecture, the proposed CAS algorithms explicitly take the VBLAST detection structure into account. Despite the optimal CAS can be achieved by exhaustively searching all the transmit and receive antenna subsets, the applicability of this brute-force approach is excessively limited due to its huge computational complexity. To this end, we propose two computationally efficient CAS algorithms by implementing a greedy strategy incrementally or decrementally to fully exploit the recursive structure of mean-square-error matrices between consecutive V-BLAST detection stages. Near optimal error rate performance can therefore be obtained with significantly lower complexity as verified by the extensive computer simulations.     

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。