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。     

一种资源利用率高的协作无线系统

提出了一种基于正交信号的自适应协作无线通信系统．利用二维调制信号的同相和正交分量,每个协作用户同时发送自己和伙伴的数据,形成虚拟的多天线发射机,可在不增加系统带宽和发射功率的情况下,以分布式方式获得发射分集增益．利用译码转发中继信道模型,推导了系统误码率性能的理论表达式,并分析了不同功率分配算法以及协作用户间信道和上行信道传输特性对系统性能的影响．理论分析和仿真结果表明:采用等功率分配算法时,所提系统可获得分集增益,且在用户间信道高信噪比条件下能获得完全分集增益;采用最优功率分配算法可进一步提升协作系统性能．     

MIMO干扰信道中新的干扰消除方法

对于3用户的多输入多输出干扰信道,提出了一种基于空时编码的干扰消除方法. 每个用户采用速率为2的空时分组码,通过在每个用户的发送信号中引入零矩阵,消除第3个接收端的多用户干扰;通过对空时码字进行预编码和接收端的单向协作链路,消除其余2个接收端的多用户干扰. 与相同场景中的已有方案相比,所提方案在保持相同传输效率的同时,减少了反馈量,还实现了全分集. 仿真结果显示,收发天线的个数相同时,所提方案的可靠性优于相同场景中的已有方案.     

多天线OFDM系统空时频分组码的性能分析

针对多天线正交频分复用系统空时频分组码,通过分析其成对错误概率的Chernoff边界,揭示了多径时延特征影响空时频分组码性能的根本原因,给出了在快衰落信道中空时频分组码设计方法。并在ITU-R M.1225建议的车载信道模型下,利用仿真评估了空时分组码、空频分组码和空时频分组码在快衰落信道中的性能。仿真结果表明,在快衰落信道中,空频分组码性能优于空时分组码;多径时延特征是设计适合快衰落信道中具有最大分集增益空时频分组码的关键因素。     

MIMO-OFDMA系统下行链路的一种自适应资源分配方案

为了在MIMO-OFDMA系统中利用延时的信道状态信息极大化系统吞吐量,提出了一种结合正交空时分组码与特征波束形成的传输方案,并在上述传输方案中提出一种低复杂度的两步子载波分配算法.首先根据用户平均信道质量与速率需求分配带宽,然后遵循标定星座距离最小的准则依次将各子载波指派给用户,获得多用户分集增益.最后在子载波间分配功率确保达到用户速率要求.仿真结果表明,该方案能充分利用具有时延的信道状态信息和多个发射天线有效提高系统吞吐量.     

多基站协作下行系统中异步空时码构造与分析

基于天线集中配置的多输入多输出无线通信系统同步环境下应用的现有正交空时分组码,提出并讨论了应用于 多基站协作下行传输的天线分布式配置系统异步环境中基站发射空时编码结构和接收端用户译码实现算法,该码仅要求用户 接收端知道信道信息状态即可,通过预设不同的循环前缀大小可对分布在多基站不同地理位置天线具有相对时延差的异步传 输信号实现可靠接收。最后,分析了该异步空时码的性能特性,在异步环境下以牺牲部分码速率和编码增益能够获得全空间 分集和低复杂度接收译码等性能。     

Turbo空时分组码系统信道编译码方法

为抵抗无线通信信道的选择性衰落以及提高系统的通信质量，提出了一种多发射天线多接收天线系统的信道编译码方法.Turbo 空时分组码系统的译码算法综合了2种码字的译码算法.采用多发射天线的系统结合空时分组码（STBC）码字矩阵和无线通信信道特性，推导了Turbo码译码过程所需的对数似然比（LLR）；采用多接收天线的系统将各天线计算所得的对数似然比最大比合并（MRC）再进行迭代译码.仿真结果表明，Turbo空时分组码系统能够综合Turbo码的编码增益和空时分组码的分集增益，编译码复杂度不高，性能优异；在同等条件下，此译码算法所需信噪比优于基于最小欧式距离的译码算法近0.5 dB.     

MIMO-MAC中改进的空时码传输方案

为了消除两用户的多输入多输出多址接入信道(MIMO-MAC)中用户间的干扰,提出了一种基于有限反馈的空时码传输方案.每个用户采用基于相位旋转的速率为2的空时码,每个码字自身需要一个反馈角度,对接收信号进行简单相加后可消除多用户干扰,实现全分集.与MIMO-MAC中已有的基于有限反馈的空时码传输方案相比,所提方案增大了接收端的信噪比,提高了系统的可靠性.     

LDPC编码与空时编码相结合的编码协作方法

采用多天线技术是对抗无线信道衰落的有效手段,但在无线通信系统的用户终端上实现多天线技术较为困难。在单天线的用户间通过协作,共享天线,可以实现虚拟的多天线。利用LDPC编码码字内码元间的相关性,通过在用户间进行协作,对编码码字的一部分进行空时编码,并由多个用户的天线进行发送,可以实现虚拟的MIMO系统,从而获得分集增益。仿真结果显示,在不增加系统带宽和发射功率的条件下,编码协作能显著地提高快衰落和慢衰落信道下系统的性能。     

多径信道中基于发射波束高斯编码的性能研究

研究了空时分组码与传统的波束赋形结合在平坦瑞利单径信道及多径衰落信道下的发射分集的性能,并在多径衰落信道下提出了一种新的实现空时译码的方案.基于八元均匀线阵,对于不同信道情况下的基于波束的发射分集性能进行了数字仿真计算和分析.仿真结果表明,基于波束的空时分组码发射分集技术,对空时衰落信道环境下移动终端的接收性能以及整个无线通信系统的容量都具有良好的改善作用.     

能量协作网络中基于协作干扰的物理层安全方案

研究了由1个单天线的源节点、目的节点、窃听节点和1个多天线的中继节点组成的系统中,通过能量协作增强保密传输性能的问题。为提高保密速率,中继节点发送经过波束赋形的干扰信号来干扰窃听者。在中继能量供应受限的情况下,提出一种协作干扰与能量协作相结合的方案。源端在能量约束范围内采用能量转移的方式为中继提供用于发送干扰信号的能量。对能量转移量、能量转移时间和干扰信号波束赋形的优化问题进行了求解。仿真结果表明,在不消耗中继自身能量的条件下,与直接传输相比,能量协作和协作干扰方案能够显著提高系统的保密性能。     

用于多跳中继网络的随机接入协议

提出时分多址方式下由固定中继节点支持的透明模式下的随机接入协议, 通过中继节点与用户间的合作重传来解决多个用户同时接入发生碰撞的问题. 协议的核心思想是从协议层角度利用网络资源通过选择性重传提供分集, 当数据分组发生碰撞时, 接收端能够利用已接收的数据信号恢复分组, 且不增加调度开销、不增设天线, 发生碰撞时的信道资源不再被浪费.仿真结果表明,该协议与以往研究相比, 网络的整体性能得到了明显改善.     

多相调制下的空时分组码性能分析

给出了应用空时分组码的多输入--多输出无线通信系统的信道模型，并以基本的两天线空时分组码为例给出了其编码算法和最大似然解码算法，尤其是在常用的多相调制下的简单线性译码算法，多相调制下的仿真结果证明了其带宽利用率高、性能优越的特点。     

有限反馈波束成形中继系统性能分析

为研究量化反馈对多天线中继系统性能的影响,推导出中继采用有限反馈波束成形转发信号时系统的终端概率和容量.计算出终端接收信噪比的矩母函数,再利用拉氏逆变换获得系统的中继概率,基于Jensen不等式推导出容量的理论上界,利用数值仿真对理论退到结果进行了验证.仿真结果表明,有限反馈波束成形可以很好地实现性能和反馈量的折中,且随着天线数和反馈量的增加,系统性能会得到提高.     

一种全新的Turbo-MIMO接收机方案

为有效克服MIMO中多发送天线引入的空间干扰,结合Turbo编码提出了一种全新和高效的接收机方案。该方案修正了Turbo软迭代译码算法,同步进行干扰检测和Turbo译码,从信息论的角度可以更充分地利用接收的信息。多接收天线可以对判决似然比和迭代译码的外部信息提供分集增益,从而进一步提高系统性能。该方案克服了传统的空时技术,比如STBC（空时分组码）和BLAST（空时层处理）的发送天线、发送时隙以及接收天线间的约束限制。仿真结果从系统性能和迭代参数证实了算法的有效性。     

Cooperative communications with hierarchical modulation in downlink OFDMA based cellular networks

Cooperative transmission is a promising way to improve system performance in orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) based cellular networks.This paper proposes two heuristic cooperation ...     

基于SWIPT的半双工中继QF协作可达速率分析

为解决中继节点能量受限的问题及提高系统能量效率以实现可靠绿色通信,提出了基于无线携能传输（SWIPT）技术的半双工中继量化转发（QF）协作系统.首先,建立基于SWIPT的半双工中继QF协作系统模型,信源节点和目的节点由电源供电,中继节点通过SWIPT技术同时实现信息传输和能量收集;其次,在功率分割协议下,推导出基于SWIPT的QF协作的可达速率表达式,证明可达速率是关于功率分割因子的凸函数,并求解出最优功率分割因子以优化可达速率;然后,针对慢衰落信道,进一步分析了基于SWIPT的QF协作的预期速率;最后,理论分析与仿真结果表明,基于SWIPT的QF协作的可达速率或预期速率均明显优于传统放大转发和译码转发协作,并且基于SWIPT的QF协作在中继节点没有外部供电的情形下,能达到与传统QF协作相近的性能.     

Power allocation under GSVD linear precoding in the MIMO two-way relay network

In order to optimize the power allocation of the MIMO two-way relay system, we diagonalize the channels between users and relay using the generalized singular value decomposition(GSVD) method, and divide them into two transmission models: one-way relay model and two-way relay model. For the subchannels, a scheme of permutation is proposed to align the data streams at the relay node. Moreover, we propose the method for the power constraint of three nodes under each data stream to maximize the average sum-rate of the system instead of the constraint of each node's total power and get the close-form optimal solution which can reduce the complexity of the algorithm. Finally, simulation results demonstrate that the performance of the scheme we use is very close to that by the global optimization algorithm, and that with the antennas specification from 3-5-3 to 4-6-4 and to 5-7-5, the scheme can bring about approximate 2bit/(s·Hz^-1) increased gain when the SNR is 30dB.     

Optimal cooperative beamforming design schemes  for AF MOMO two way relay channels

In this paper,beamforming parameters in multiple input multiple output (MIMO) two-way relay channels (TWRCs) are designed.We investigate three communicating scenarios,in which,the source nodes are all ...     

基于组间公平的多天线多播系统资源分配

提出一种多天线多播系统中最大化多播系统容量的资源分配算法．考虑一个包含多个多播组的多天线无线多播场景,针对资源分配与下行链路预编码展开研究,给出资源受限且各多播组遵循最少子载波数限制时多天线多播系统资源分配的目标函数．为降低运算复杂度,提出一个3阶段的次优解法,将多播预编码、子载波分配和功率分配分别实现．仿真结果表明,无论是在单播系统还是组播系统中,所提算法都能够在保证组间公平的同时显著提高系统的吞吐量．