MIMO通信系统中基于线性星座预编码的信道估计方法

在单向两跳多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)中继系统中,提出了一种在源节点上将线性星座预编码(liner constellation precoding,LCP)与时域扩展相结合的线性预编码方式。目的节点接收到的信号是一个满足嵌套PARAFAC模型的四阶张量,利用两次奇异值分解(singular value decomposition,SVD)算法将接收到的信号进行分解,实现了在信道状态信息(channel state information,CSI)未知时的信号与信道的联合估计。可识别性条件分析及仿真结果表明,该方法可有效估计出信号和单个信道信息,且性能接近迫零(zero forcing,ZF)算法。     

具有线性星座预编码的差分空频码

针对传统差分空频码中常模调制符号限制系统编码增益提高的问题,提出具有线性星座预编码的差分空频码.它增大差分空频码字的最小乘积距离,提高系统编码增益.描述了线性星座预编码器的设计原则和设计方法.介绍了归一化差分调制和差分译码.通过对系统平均成对符号误码性能分析,从理论上给出相对传统差分空频码提高的编码增益.仿真实验结果也说明提出的差分空频码能够获取满分集和较大的编码增益.     

一种空时相关信道下的鲁棒SLNR预编码算法

为了改善存在信道误差、空时相关条件下多用户多入多出（MIMO）系统的性能,给出了一种基于信漏噪声比（SLNR）的鲁棒预编码算法.通过推导空时相关信道环境下信道向量的条件均值和协方差,分别建立了发送端信道状态信息（CSIT）和接收端信道状态信息（CSIR）模型.在此模型基础上,推导了收发两端信道状态信息（CSI）均不理想情况下的鲁棒SLNR 预编码以及相应的接收滤波矩阵.仿真结果表明,该算法对空间相关性、时间相关性以及信道误差均具备一定的鲁棒性.     

频率选择性信道下多天线系统的空间线性预编码设计

研究了频率选择性信道下多天线系统的空间线性发射预编码设计问题.针对有循环前缀的块传输系统,通过理论分析指出,在频率选择性信道下设计空间预编码可以等效成现有的在频域为多个相邻频点设计相同的空间预编码,并可以通过凸优化方法对最优方案进行数值求解.为了降低计算复杂度,提出了一种以信道容量上界最大为目标的次优预编码算法.在进行等功率分配时,这种次优方法退化为现有的特征波束形成(EBF).针对非块传输系统,分析了EBF算法存在的问题,提出了一种基于串行搜索的EBF算法.仿真分析表明,这种方法在高信噪比下的性能明显优于EBF算法.     

基于准正交空时码的最优线性预编码矩阵设计

为了充分利用信道信息改善应用准正交空时分组码的MIMO系统的性能,该文提出了将预编码矩阵和准正交空时分组码相结合的发射机制。信息在经过准正交空时分组码编码后,要经过线性预编码矩阵进行处理,才可以从发射天线发送。文中的预编码矩阵设计利用了MIMO信道的非零均值矩阵和相关矩阵,并采用成对差错概率作为其最优设计准则。仿真结果表明,相对于未经过预编码矩阵的系统,新系统的误码率性能有明显改善。     

大规模MIMO系统的预编码算法综述

相比于传统多输入多输出（MIMO）系统,大规模MIMO的天线数量大幅增加,使得系统的容量提升、误比特率下降,但也造成预编码矩阵维度升高,算法复杂度、系统成本及实现难度增大。将大规模MIMO系统主要采用的预编码技术分为线性和非线性两个部分,对两者进行了归纳和对比,并着重介绍了几种经过简化的线性预编码算法和几种比较典型的非线性预编码算法,指出因为非线性算法的复杂度很高,故未来大规模MIMO系统的预编码应当以线性算法为主。     

基于Rayleigh衰落信道下LDPC编码的星座成形

针对消息在信道传输过程中的成形损耗问题,提出了一种在Rayleigh衰落信道下基于低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)编码的星座成形系统。该方法基于脉幅调制(Pulse Amplitude Modulation, PAM)下的星座图,通过在发送端加入一个成形编码器(作用是提高输出比特为0的概率),使得星座图中低能量的符号比高能量的符号更容易被选中,从而提高成形增益。并且在解调器和译码器之间进行迭代译码,进一步提高了系统的性能。理论分析和仿真结果表明,在独立Rayleigh衰落信道下,与不采用星座成形的系统相比,该方案大大提高了系统的误差性能和成形增益。     

采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收

本文在设计多输入多输出系统时融合了分层空时结构和空时码的设计思想,在接收端联合采用了随机分层空时编码和分组线性星座预编码OFDM多载波发送方式;并在接收端采用了迭代接收机.仿真结果表明本文提出的方案能充分利用多输入多输出频率选择性信道提供的多径和空间分集度,同时保持了分层空时结构的高数据速率的特性.     

一种空间相关MIMO信道下的空时预编码方案

在实际的多输入多输出（MIMO：Muhiple Input Multiple Output）移动通信系统中，信道的空间相关性通常会使得现有的空时编码方案难以获得最佳的误码性能。为了解决该问题，本文提出了一种适用于MIMO空间相关信道的空时预编码方案。该方案在完成对发射信号的空时编码后，针对发射天线的空间相关矩阵设计了合理的预编码矩阵，进而能够在保证分集增益的前提下克服相关信道的不利影响。仿真结果证实，该方案能够在一定程度上有效提高整个系统的误码性能。     

相关MIMO信道下空间分集系统中多用户分集性能

多用户MIMO(Multi-input multi-output)系统中,研究空间相关对联合空间分集和多用户分集的性能影响.推导了接收天线之间存在相关的多用户MIMO STBC(Space-time block coding)和MIMO MRT/MRC(Maximum-ratio-transmis-sion/maximal-ratio-combining)系统的中断容量、平均容量表达式,并由此进行性能分析.计算机仿真验证了理论分析的有效性.结果表明,相对于闭环的多用户MI-MO MRT/MRC系统,空间相关下开环的多用户MIMO STBC系统具有较低的平均容量和较高的调度增益.     

Performance of STBC-OFDM Systems over Spatial Correlated Fading Channels

1　Introduction　Recently ,MultipleInputandMultipleOutput(MIMO)wirelesssystemsusingmulti elementan tennadiversityatboththetransmitterandthere ceiverhasdrawnconsiderableattention[1～3] .InMI MOsystems,space timecodingcouldbeemployedtoimprovelinkreliability ,suchasSpace TimeBlockCoding (STBC)whichhasaverysimplede codingmethodandfulldiversityachieved[4～7] .WhenSTBCisusedoverwidebandchannels,theOrthogonalFrequencyDivisionMultiplex (OFDM )techniquecanbeusedtogethertoeffectivelycombatf…     

Optimum Linear Constellation Precoding for Space Time Wireless Systems

Space Time Constellation Rotating Codes (STCRs) achieve a rate of 1 symbol/s/Hz and enjoy a diversity N _tN_r for arbitrary number of transmit and receive antennas N _t and N _r over quasi static fading channels. Optimum Unitary STCRs based on Algebraic design tools, which achieve the upper bound on coding gain for all linear precoders over Quadrature Amplitude Modulation (QAM) and Pulse Amplitude Modulation (PAM), are known only when the number of transmit antennas is power of two. In this paper we design optimum unitary LCPs for even number of transmit antennas. We also present some unitary precoders for odd number of transmit antennas which clearly out-perform the existing unitary non-optimum precoders. Performance results corroborate our analysis. Manav R. Bhatnagar was born in Moradabad, India in 1976. He did his B.E. in Electronics in 1997 and Master of Technology in Communications Engineering in 2005 from Indian Institute of Technology Delhi, India. He has worked as lecturer in Moradabad Institute of Technology, Moradabad, India from 1998--2003. He is currently pursuing PhD from Indian Institute of Technology Delhi, India. His research interests include Routing in Optical Networks, Signal Processing in Wireless Communications and Image Processing. He is a member of the IEEE. R Vishwanath was born in Hyderabad, India in 1982. He did his B.E. in Electronics and Communications Engineering from Birla Institute of Technology, Ranchi, India in 2002 and Master of Technology in Communications Engineering in 2005 from Indian Institute of Technology Delhi, India. Currently he is pursuing PhD from Indian Institute of Technology Delhi, India. His research interests include Routing in Optical Networks, Signal Processing, Wireless Communications and Image Processing. He is a member of the IEEE.     

MIMO系统赖斯信道下发射预编码的性能分析

发射端线性预编码技术可以简化接收机的复杂度。文中提出并研究了将该技术用于反映视距传输环境的多输入多输出（MIMO）系统，对比分析了不同线性预编码器在赖斯信道下的性能表现。理论和仿真分析表明，几种线性发射预编码器与对应的接收滤波器具有相似的最小均方误差（MSE）性能，且在不同赖斯因子情况下，发射端维纳预编码器都是最优的。     

在空间相关Rice信道下的一种基于非码本的预编码方法在LTE下行系统中的应用

本文所提出的预编码生成方法适合在TD-LTE系统中工作,包括基于信道互易性获取信道状态信息模块,能量分配模块,波束形成模块。该方法充分利用了TDD系统的信道互易性特性,获取下行信道的信道状态信息,并使用基于非码本的预编码方式来增强传输的抗干扰性能,提升小区覆盖范围。与单纯考虑无视距LOS（Line-Of-Sight）分量的衰落信道不同,本文所提出的是在接收端天线之间存在空间相关的下行MIMO系统中,针对拥有LOS分量的莱斯（Rice）信道发射机的预编码设计方案。该方案可以保证非码本预编码算法的快速收敛,且保持较低的计算复杂度。     

衰落信道空间相关对MIMO系统容量的影响

在理想多输入多输出(MIMO)系统容量的基础上,推导了衰落信道空间相关性对MIMO系统容量的影响,并通过MATLAB仿真进行了验证,最后给出了结论。     

Average LCR and AFD for SC Diversity Over Correlated Weibull Fading Channels

The analytic methods of average LCR (Level Crossing Rate) and AFD (Average Fading Duration) are applied in the analysis for the SC (Selection Combining) diversity, which works over the correlated Weibull statistics channel. The dual branch SC diversity was used to prove the accuracy of the derived theoretical formula in this paper. We adopt different probability density functions (pdf) and cumulate distribution functions (CDF) to show the Moreover, the numerical results obtained from computer are verified to the published researches.     

基于线性预编码的异步MIMOOFDM迭代检测算法

In asynchronous Multiple-Input-Multiple-Out-put Orthogonal Frequency Division Multiplexing(MIMO-OFDM) over the selective Rayleigh fading channel, the performance of the existing linear detection algorithms improves slowly as the Signal Noise Ratio (SNR) increases. To improve the performance of asynchronous MIMO-OFDM, a low complexity iterative detection algorithm based on linear precoding is proposed in this paper. At the transmitter, the transmitted signals are spread by precoding matrix to achieve the space-frequency diversity gain, and low complexity iterative Interference Cancellation(IC) algorithm is used at the receiver, which relieves the error propagation by the precoding matrix. The performance improvement is verified by simulations. Under the condition of 4 transmitting antennas and 4 receiving antennas at the BER of 10-4 , about 6 dB gain is obtained by using our proposed algorithm compared with traditional algorithm.     

一种多天线UWB系统中线性预编码算法

线性预编码提高了多天线UWB系统的传输速率和误码率性能。通过选择合适的参数,系统最大限度地达到最大吞吐量,而多天线技术提高了系统空间分集增益。针对传统的ZF算法限制误码率性能提高的问题,提出了一种新的预编码方案,实现简单。仿真结果表明,新算法进一步减小系统误码率,提高了系统性能,较传统的ZF算法性能更为优越。     

相关衰落MIMO信道下的联合天线子集选择

针对相关衰落MIMO信道下的联合天线子集选择,提出了2种选择算法。首先,在已知精确信道知识的情况下,选择算法选择以使接收数据流的SNR最大化和瞬时误差概率即误符号率最小化的天线子集,从而得到平均SNR增益改善的解析表达式;其次,当信道迅速变化时,在已知信道统计知识的情况下,选择算法选择以使全部可能信道实现的平均误差概率最小化的天线子集,从而得到编码增益,在极端相关信道条件下,也可以得到分集增益;基于2种选择算法的性能分析和仿真结果验证了本文提出算法的有效性。     

OFDM系统中基于线性预编码技术的均衡方法

在快速移动环境中,子载波间干扰(ICI)是恶化OFDM系统性能的重要因素。为抑制OFDM系统中的ICI,采用了一种基于线性预编码技术的迫零均衡方法,并对其在无冗余情形下的误码率(BER)性能进行了理论分析,推导出了BER最优的线性预编码矩阵的选取准则。仿真结果表明,在较高信噪比条件下,所用的方法能有效抑制ICI和显著改善OFDM系统的误码率性能。