MIMO-OFDM技术的分析与研究

4G需要提供更高的传输速率．而MIMO和OFDM的结合可以提高传输速率以及传输容量．并且可以消除干扰。因此这二者的结合将是4G的热门问题．本文简要介绍这两种技术。     

频率选择性衰落信道下的空时分组码技术

空时分组码是一种有效抗衰落的发射分集技术,但是现有的研究大都集中在平坦衰落信道下进行。文章详细分析了频率选择性衰落信道下的空时分组码技术——OFDM-STBC(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Space TimeBlock Coding)的系统结构和编译码方法。仿真结果表明OFDM-STBC的性能可达到甚至优于STBC在非频率选择性信道下的性能。     

频率选择性衰落信道下STBC—DFDM系统的性能

本文将基于平衰落信道提出的空时块编码（STBC）方案应用到OFDM系统中,理论分析和仿真证明在理想信道估计下这种STBC-OFDM系统在频率选择性信道下能够获得对应的STBC在平衰落信道下的性能。     

双选择性信道下发射分集MISO OFDM系统基于BEM的低复杂度信道均衡

在高速移动环境下,无线信道会同时经历时间选择性和频率选择性衰落,即所谓的快速时变信道,也称之为双选择性信道。最初的发射分集Alamouti编码方案是针对时不变平坦信道提出的,不能直接应用于快速时变信道。此外,OFDM 系统在双选信道下遭受的载波间干扰(ICI)不可忽视。因此,发射分集MISO OFDM系统在双选择性信道下既节能又有效的信号恢复是有挑战的。本文基于双选择性信道的基扩展模型(BEM)表示,研究了一种有效的可动态分组的混合干扰消除(HIC)信道均衡方案。仿真结果表明,提出的方案,与传统的MMSE均衡相比,计算复杂度大大降低的同时性能显著提高,计算量的降低减少了能量消耗,达到节能的目的;与现有的关于发射分集的信道均衡方案相比,表现出性能和复杂度的较好折中;此外,在信道信息完美已知的假设下,随着移动速度的提高,误码性能没有损失。      

空时码在频率选择性信道下的编码方案及性能比较

利用空时编码可以获得空间分集,空时码与OFDM结合可以使空时码应用于频率选择性信道。分析和比较了两种空时编码在频率选择性信道下OFDM相结合的编码方法。计算机仿真结果显示了不同信道条件下两种编码方法的性能差异。     

频率选择性衰落信道下的BLAST新方案

提出一种将贝尔实验室分层空时(BLAST)技术与RAKE接收机相结合的方案,介绍了该方案的算法原理,并与现有的频率选择性衰落信道下的BLAST方案进行了仿真对比.结果表明新方案在系统性能损失不大的情况下,极大地降低了系统复杂度.     

DTTB单载波系统的分集接收与均衡性能研究

分析了数字电视地面广播传输系统单载波模式中,将空间分集技术与判决反馈均衡器相结合,采用MMSE合并,在频率选择性衰落信道下的误码性能.可以看到采用分集接收技术,能够极大提高均衡器的输出信噪比,从而抑制误码扩散,使得接收机在对抗频率选择性衰落信道时性能有了很大提高.     

在频率选择性相关信道中的空频分组编码技术

本文提出了频率选择性瑞利衰落信道中的对角空频分组码(DSF)，研究了码的性能。分析表明，在各天线对间的信道相互独立，系统有NT个发射天线，NR个接收天线和信道冲击响应长度是L时，DSF码可实现分集增益NRNTL。此外，相关的发射天线阵列会使DSF码分集增益下降，但是对码的性能影响不大，特别是在较长的多路径信道上。因此，DSF码对于相关的衰落信道显示出优越的鲁棒性能。最终仿真结果证实了本文的分析。     

稀疏多径信道环境中MIMO-OFDM系统的IQ不平衡和信道联合估计

该文针对稀疏多径信道环境中的MIMO-OFDM系统所存在的IQ不平衡问题,提出了一种IQ不平衡参数和信道的联合估计方法。推导了联合估计的时域模型,提出了基于l1l2优化模型和平行坐标下降算法的联合估计算法。仿真结果表明,所提方法与传统的频域最小二乘算法和匹配追踪算法相比,显著提高了系统性能。     

对流层散射通信时间分集技术研究

针对对流层散射信号的时域衰落特点给出了一种适用于单天线、单发通道和单收通道轻便散射站的新型信号时间分集方法,即将待发送信息符号按等时间间隔多次延迟后重组为一个新的发送序列并共享带宽发出,在接收端对各冗余发送信息进行合并从而获得分集增益。分析了该体制的扩谱隐频率分集作用以及与各种前向纠错编码方法的兼容特性。实测结果表明,在平坦衰落与频率选择性衰落信道中信号的平滑能力均与传统的多天线空间分集体制相当。     

MIMO-OFDM技术

多进多出(MIMO)系统在发射端和接收端分别设置多副发射天线和接收天线,采用MIMO技术可以提高信道容量和信道可靠性,降低误码率。正交频分复用(OFDM)是一种特殊的多载波传输方案,各子载波在整个符号周期上正交,各子载波信号频谱可以互相重叠,子载波正交复用技术大大减少了保护带宽,提高了频带利用率。MIMO-OFDM技术是OFDM与MIMO技术结合形成的一种新技术,该技术是在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集,提高了信号质量。MIMO-OFDM技术将成为下一代移动通信核心技术的解决方案。文中全面介绍了MIMO技术和OFDM技术及两者的结合,分析了实现MIMO-OFDM技术的关键,展望了发展前景。     

基于块调制的MIMO-OFDM系统

该文在MIMO-OFDM系统中提出基于块调制的OFDM算法,降低了循环前缀(CP)所占的系统开销。在每个发射天线,将P个OFDM符号联合调制组帧后共用一个CP,到达接收天线后,接收帧经过分解可得到P个接收数据块,各数据块无相互间干扰。其中第p个接收数据块等于各个发射天线的第p个OFDM符号通过MIMO信道后到达接收天线的和,该文算法与传统MIMO-OFDM系统本质上传输方式相同,因而传输性能也相同,而频带效率则明显提高。     

MIMO-OFDM系统的物理层技术及其PHY-MAC跨层设计

首先讨论了MIMO-OFDM无线通信系统的物理层技术原理，接着介绍了一种下行MIMO-OFDM系统中基于PHY-MAC跨层设计的保证不同类型（实时与非实时）用户服务质量（QoS）的动态资源分配（DRA）方案。该方案中系统能够根据不同的信道状态以及不同类型的QoS要求在PHY层和MAC层联合动态分配资源，相对传统的分层结构设计更为合理有效。     

基于多用户分集MIMO-OFDM系统的信道量化反馈算法研究

提出了一种以CQI量化值表示调制方式的量化方法,与理想状态相比较,证明了其在平均频谱效率方面的无损性.接着将该量化方法与3种部分反馈策略(门限反馈、最优反馈和混合反馈)相结合,推导了各自情形下系统平均频谱效率的数学表达式.最后从反馈信道容量和容量相对损失2个不同的角度考虑,给出了确定最佳反馈参数的方案.仿真用于评估各种算法的性能,其结果与理论分析相当匹配,并且只要恰当地选取反馈参数,部分量化反馈算法可以在相同的系统性能要求下,极大地降低反馈开销.其中尤以混合算法表现最好,可为设计实际系统的信道反馈提供参考.     

Channel estimation in space and frequency domain for MIMO-OFDM systems

Multiple-input multiple-output (MIMO) systems can be combined with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems to improve the capacity and quality of wireless communications. In this article, a channel estimation technique in both space and frequency domain for MIMO-OFDM systems is proposed. It is shown that the proposed scheme with space-frequency pilot tones achieve optimal minimum mean square error (MMSE) channel estimation. Simulation results indicate that the proposed method achieves good performance.     

Performance of wireless multihop communications systems with cooperative diversity over fading channels

We present closed‐form bounds for the performance of wireless multihop communications systems with cooperative diversity over Nakagami‐m fading channels. The end‐to‐end signal‐to‐noise ratio is formulated and upper bounded by using the inequality between harmonic and geometric means of positive random variables. Closed‐form expression is derived for the moment‐generating function and is used to obtain lower bounds for the average error probability. Numerical results are compared with computer simulations showing the tightness of the proposed bounds. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

多天线系统中的多维极化分集性能分析

分别研究了六维极化元天线和三维极化偶极子天线模型的空域相关矩阵,计算了系统的信道容量和有效空间自由度(EDOF).通过定义更广义的角谱分布,指出了在六维极化的元天线模型中,平均入射角对系统性能起着关键的作用,而入射角谱的对称性也是导致元天线模型中低相关性的主要原因;通过对三维正交极化的半波偶极子结合矩量法和蒙特卡罗方法计算,论证了在散射丰富条件下应用三维极化天线,可获得接近三倍单天线信道容量的增益,从而验证了已有的测试结果;最后给出了三维正交极化天线的设计思路.     

Channel capacity of OFDM systems employing diversity in fading environments

This paper derives capacity of a fading channel with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission employing diversity techniques and adaptive policies involving (i) power and rate, (ii) optimal rate and (iii) channel inversion with fixed rate. Two major diversity techniques are considered (i) maximal ratio combining (MRC) and (ii) selective combining (SC). Closed‐form expressions and/or bounds on various channel capacity with OFDM transmission under different scenarios are derived. Simulation results are given. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

MIMO移动通信系统中的预编码技术研究

MIMO技术利用多根天线实现多发多收,能够在不增加传输带宽和发射功率的条件下,成倍地提高系统的数据速率;而预编码技术则可以利用接收端反馈回来的信道状态信息对信号进行预处理以改善信号的传输性能,从而达到消除干扰的目的,使得无线通信系统的可靠性得以提升。因此对MIMO系统预编码技术的研究,是解决如何提升无线通信系统性能的关键问题,具有重大的研究意义。     

无线移动通信中的OFDM系统参数设计方法

基于OFDM系统工作原理和无线移动通信信道时频二维衰落特性，研究OFDM系统的参数（包括子载波个数和循环前缀长度）设计准则，并用一个设计实例和仿真结果加以验证说明。研究结果可为OFDM系统的设计提供理论依据。