空间调制信号的低复杂度球形译码算法

为进一步降低球型译码算法(SM-SD)的复杂度,同时不影响算法的误比特性能,提出一种SM-SD算法,采用了不同于目前存在的SM-SD算法的复变量实数化方式,具有独特的搜索树结构,搜索树的相邻两层相互独立.分析了新算法的原理及搜索过程,通过矩阵运算理论分析了几种SM-SD算法的运算复杂度,然后在不同的空间调制系统中对SM-SD算法的误比特性能和运算复杂度进行仿真.理论分析和仿真结果表明:新算法的性能接近于最大似然算法,运算复杂度低于已有的各种类型的球型译码算法,因此更加适合于检测空间调制信号.     

基于空间调制的天线选择和能效优化算法

空间调制是一种新型的具有低复杂度的多输入多输出通信技术,并成为近年来的研究热点。为了进一步提升空间调制的误比特率性能,该文研究了空间调制中的发射天线选择问题,提出了一种基于信道列向量夹角和范数的低复杂度的发射天线选择算法。该算法能够有效减少矩阵运算,并且不需要考虑差异向量,因此具有极低的计算复杂度,且适用于发射天线数目明显高于接收天线数目的情况。同时,加入了功率修正因子,有效地控制发射信号功率,极大程度地提升了能量效率。仿真结果表明,该算法能够在限制发射功率的前提下,以极低的计算复杂度逼近最优算法的性能。     

空间调制系统中的人工噪声抗窃听安全传输方案

提出一种空间调制系统中利用人工噪声的物理层安全方案。通过发送天线序号和幅相调制符号来传输信息,而未发射幅相调制符号的天线发送位于合法信道零空间上的人工噪声,不影响合法接收者的信号检测,但干扰窃听者的信号检测过程。对系统保密速率、合法接收者和窃听者的误比特率上界进行理论分析,并进行仿真验证。理论和仿真结果表明合法接收者的误特率明显低于窃听者,误比特率在0.5附近,能获得可观的系统保密传输速率。     

增强型广义正交空间调制方案

为降低广义正交空间调制技术的能耗,提高频谱效率,提出一种独立增强型广义正交空间调制方案.通过挖掘更多的天线组合,在同相域和正交域实施相同的扩展,提高频谱效率;在信号域降低进制数,降低检测复杂度,提高误符号率性能.在此基础上提出的联合增强型方案可提高频谱效率,接收端采用最大似然检测算法.仿真结果表明,在相同的频谱效率下,...     

一种自适应调制V-BLAST系统的功率受限分配算法

提出了一种自适应调制垂直-贝尔实验室分层空时结构（V-BLAST）系统的低复杂度比特、功率分配算法,满足总平均功率和单根发射天线峰值功率受限条件下使比特率最大化. 该算法可以达到与比特递增分配算法相同的最优分配结果,而计算量大幅度降低. 仿真结果表明,在满足目标误比特率条件下,单天线功率限制会使比特率降低.     

联合多天线选择映射的广义空间调制方案

为了解决广义空间调制(GSM)系统中存在的信道间干扰和天线组合间的高相关性问题，提出了一种名为联合多天线选择进行映射的广义空间调制(JAS-GSM)方案。基于最小汉明距离最大化准则，设计了一种低复杂度的发射天线组合(TAC)优化算法，旨在降低天线间的相关性和计算复杂度。同时，利用优化后TAC的冗余特性，使所有TAC均参与码本映射，并基于最小欧式距离最大化准则设计了高效的联合映射码本筛选算法，以进一步提高系统的误码率性能。通过推导JAS-GSM方案的平均误码率理论边界公式，验证了仿真实验结果的准确性，并完成了辅助联合映射码本筛选算法的设计。仿真实验结果表明，与现有的天线选择方案和GSM变体调制方案相比，所提JAS-GSM方案具有更低的计算复杂度和更高的传输可靠性。     

VBLAST系统中检测技术的研究

首先研究VBLAST系统中几种经典串行干扰抵消算法(SIC),包括QR检测算法,ZF检测算法和MMSE检测算法.在此基础之上,分析和比较了一种改进的检测算法,改进算法主要采用最大似然检测(ML)和串行干扰抵消(SIC)相结合的方法,目标是有效的减少传播误差,从而以少量的复杂度换取误比特性能的提高.分析和仿真结果表明,与经典检测算法相比,改进算法能够很大程度改善系统的误比特率.     

Massive MIMO 3D空间相关信道超松弛检测算法

为降低Massive multiple-input multiple-output(MIMO)信号检测算法的计算复杂度,采用迭代方法进行信号检测.在采用矩阵分解的迭代方法基础上,逐步推导引入超松弛迭代检测算法,利用行列式计算推导出松弛因子范围,同时采用几何方法,在二维空间相关信道模型基础上,构建三维空间相关信道模型并给出相应三维空间几何模型,同时忽略高阶项,推导出相应的空间相关信道相关性近似解析形式解,给出相关性近似解析表达式.仿真表明,三维空间相关信道模型会加剧信道的相关性,降低检测算法的误比特率检测性能.当迭代算法的迭代次数N=8,在一定误比特率条件下,采用优化松弛因子的超松弛迭代算法所需的信噪比有所下降.在一定信噪比下,误比特率能下降约两个数量级,接近迭代次数N=16的误比特率,同时分集增益有所提升,计算复杂度也有所下降.通过权衡分析信噪比和计算复杂度,选用优化松弛因子迭代检测算法能在较少的迭代次数下实现较低的误比特率检测性能,超松弛迭代检测算法能获得较优的算法检测性能.     

基于MMSE准则的5G正交时频空信号检测算法

针对广义空间调制正交时频空系统中的信号检测问题,在MMSE准则的基础上提出了适应于5G技术的判决反馈检测算法.综合正交时频空与空间调制等技术手段,建立了满足高速移动通信应用需求的系统.在此基础上,通过分析传统频域均衡算法的优缺点引入MMSE准则,提出了具有更低复杂度与更高检测性能的判决反馈检测算法.仿真和分析结果表明,与传统的频域均衡算法相比,基于MMSE准则的判决反馈检测算法具有更加优秀的系统性能和更低的计算复杂度.     

一种用于空间调制信号检测的改进粒子群算法

为提高空间调制系统信号检测算法的性能,提出基于粒子群的智能信号检测算法及其改进算法.利用粒子智能化搜索,实现信号高效检测;设计权重系数对传统速度更新公式进行修改,避免粒子群陷入局部收敛从而进一步提高算法的检测性能.通过对改进算法的收敛性和复杂度进行理论分析,并在不同天线数目和不同调制方式下对其误码性能进行仿真,仿真结果表明:与传统的粒子群算法相比,本文提出的改进算法具有计算复杂度低、误码率低、收敛快的优点,可作为空间调制接收机的有效备选算法.     

MIMO空间相关信道下格规约辅助的信号检测

针对多输入多输出空间相关信道环境,提出了一种基于格规约理论的最小均方误差检测算法.该算法考虑了空间相关性的影响,利用复数Lenstra-Lenstra-Lovász格规约算法克服了传统的线性最小均方误差检测器分集阶数随相关系数增加而减小的缺点,使检测到的信号在高信噪比下可以达到比传统算法低几个数量级的误码率.理论分析与仿真结果表明,在信道为Kronecker相关平坦衰落模型下,接收端采用最小均方误差信道估计,发射端采用QPSK调制未使用信道编码,当比特信噪比大于18dB时,基于格规约理论的最小均方误差检测器的误码率低于传统最小均方误差检测器的误码率;发射端采用(2,1,3)卷积码、接收端采用硬判决Viterbi译码,当信噪比大于16dB时,基于格规约理论的最小均方误差检测器的误码率低于传统最小均方误差检测器的误码率,且基于格规约理论的最小均方误差检测器的分集阶数不受相关系数的影响,等于接收天线数N.     

排序判决反馈辅助格约减MIMO信号检测方法

格约减辅助的MIMO信号检测依赖于合适的符号判决方法。本文提出了一种基于排序判决反馈的格约减信号检测方案。为提高判决准确度,将格约减检测输出按照量化误差降序排列,并利用判决反馈机制加强对变换星座空间边界的控制。仿真结果表明,该方案能以多项式级的运算复杂度实现接近最优检测算法的性能。     

LS-MIMO系统基于经典迭代法的低复杂度检测算法

针对大规模多输入多输出（LS-MIMO）系统最小均方误差（MMSE）检测算法计算复杂度高的问题,提出了基于经典迭代法的低复杂度信号检测算法,包括Jacobi迭代法、高斯-赛德尔迭代法和逐次超松弛迭代法. 从精确解的近似值出发,在较少的迭代次数中可获得高效而精确的解,而且计算复杂度相比MMSE检测算法下降一个数量级. 仿真结果表明,迭代检测算法经过有限的迭代能够达到近似MMSE检测算法的误码率性能.     

GSM-MBM系统中基于松弛迭代的低复杂度检测算法

针对基于媒介调制的广义空间调制（GSM-MBM）系统接收端最大似然（ML）检测算法计算复杂度高且随激活天线数呈指数递增的问题,提出一种基于能量排序下的松弛迭代思想的低复杂度检测算法（EO-RIM）.该算法对所有可能的发射天线组合及相应镜像激活模式组合下的信号能量总值进行排序,再通过松弛迭代算法依次检测相应的调制信号,并通过预设阈值来协调误码率（BER）性能和计算复杂度之间的关系.仿真结果表明,在GSM-MBM系统中,EO-RIM算法的BER性能逼近ML检测算法,与基于有序块的最小均方误差（OB-MMSE）检测算法几乎一致,而EO-RIM的计算复杂度随激活天线数呈平方递增而非指数递增,相比OB-MMSE算法降低了一个数量级.     

MIMO系统中基于信道状态信息提高性能的改进算法

准正交空时分组码能够全速率传输信号,但由于降低了部分天线间发送信号的正交性,所以在分集增益性能上有所下降。针对这个问题,提出了一种发送天线选择方法,并将其应用到准正交空时分组码。该方法基于相位旋转空时分组码(R-QO-STBC),将准正交空时码序列映射到合适的发送天线,传输信号根据信道状态信息交错选择天线发送,接收端根据信道状态信息反馈能获得分集增益。分析了不同天线发送方案的性能。仿真结果显示:如果采用最小均方误差方法接收,本方案能获得近似理想的性能,与开环方案相比,本方案在分集增益上大约提高4~5 dB。     

基于正交索引调制多址接入的检测和性能分析

为了降低正交索引调制多址接入技术（QIMMA）检测算法的复杂度,提出基于接收端球形译码和基于排序的接收端球形译码2种低复杂度检测方案.通过对时隙组合进行加权排序,以增强检测准确性,并且减少搜索次数,达到降低复杂度的效果.与最大似然检测器相比,新方案可以在无性能损失的情况下使检测复杂度降低三分之一以上.此外,根据QIMMA系统特性,推导出了平均误码率的理论值.仿真结果表明,理论结果在中高信噪比范围内与数值仿真结果近乎一致.