基于比特对数似然比分集的WCDMA系统性能

研究比特对数似然比（BLLR）的天线分集是误比特率性能优于传统信噪比（SNR）天线分集的一种新技术,对组合空时分组码、2D-RAKE接收机和基于BLLR分集技术的MQAMWCDMA系统在相关MIMO Nakagami衰落信道上的误比特率性能进行蒙特卡洛仿真研究,并推导了接收相关的Nakagami衰落信道上采用BLLR检测的16QAM WCDMA系统平均误比特率的解析表达式。仿真结果表明,理论推导与仿真结果相吻合。对于BLLR的广义选择合并分集技术的系统误比特率性能优于SNR的广义选择合并系统;选取的可分离路径数越多系统性能越好,而平均路径强度的衰减速率越小,误比特率性能越好。     

信道预测和联合收发分集的RQAM误符号率性能分析

为解决采用最小均方误差维纳信道预测的发射天线选择(TASP)/接收天线最大比合并(MRC)的无线通信系统设计问题,利用矩生成函数法和高斯Q函数的近似表达式,分别推导了时间选择性瑞利块衰落信道上矩形正交幅度调制(RQAM)和差分编码四相相移键控(DE-QPSK)的平均误符号率(ASER)的精确及近似表达式。数值计算和仿真结果证明了RQAM与DE-QPSK的ASER精确分析的正确性和近似分析的准确性,从而可以快速地确定收发天线数、信道预测器参数以及各种信道参数等对TASP/MRC系统ASER性能的影响。     

发射天线选择正交空时码系统的性能分析

分别针对瑞利衰落信道和Nakagami衰落信道,研究了使用发射天线选择(TAS)和正交空时分组码(STBC)的多输入多输出系统的平均符号误码率(ASEP)性能。基于标量加性高斯白噪声(AWGN)信道的方法,推导出了采用脉冲幅度调制(PAM)、相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)的精确和近似的ASEP闭合表达式。然后对不同条件下的系统性能做了数值仿真,验证了分析结果的正确性。     

基于对数似然比的发射天线选择

基于对数似然比(LLR)的天线分集是误码性能优于传统基于信噪比(SNR)天线分集的一种新技术,并降低了系统的实现复杂性和成本。为此对基于LLR的发射天线选择新技术进行了研究,推导了多输入多输出(MIMO)Nakagami衰落信道上基于符号对数似然比(SLLR)和比特对数似然比(BLLR)的发射天线选择准则,并对M进制调制系统进行仿真研究。结果表明,基于BLLR准则的MIMO系统误比特率最小;采用SLLR准则和BLLR准则时,在保持发射端和接收端的天线总数不变的条件下,分集数量级大的系统误比特率性能好;数量级相等时,接收天线较多的系统性能较优。     

Nakagami-m衰落MIMO中继系统性能分析

研究固定增益放大转发协议,信源和终端需要配置多根天线,而中继只有单根天线的两跳中继转发系统。为获得空间分集,信源利用正交空时分组编码的发射策略,终端利用选择合并方式,简化中继配置的复杂度,采用固定增益放大转发的协议。导出Nakagami-m衰落下系统终端概率的封闭表达式与平均误比特率的封闭表达式,通过蒙特卡罗仿真和数值结果比较,验证了封闭表达式的精确性。     

Nakagami信道中MT-MFSK信号性能分析

研究多音频MFSK信号在相关Nakagami衰落环境下的性能,通过信道协方差矩阵的Cholesky 分解将相关随机变量转换为独立随机变量的加权和,推导出输出信噪比的近似概率密度函数以及条件错误概率和平均字符错误概率联合边界表达式。通过Matlab仿真,证实推导出的平均字符错误概率联合边界的有效性,其性能优于MFSK系统。     

车联网中车-车通信系统性能分析

车联网中的车-车通信系统,在未来智能交通中将发挥极其重要的作用,是人们未来生活中不可缺少的一个重要组成部分。文章在双瑞利衰落信道下,研究了使用发射天线选择（transmit antenna selection,TAS）和正交空时分组码（orthogonal space-time block code,OSTBC）的车-车通信系统的平均符号误码率（average symbol error probability, ASEP）性能。利用基于标量加性高斯白噪声（additive white Gaussian noise,AWGN）信道的方法,得到了车-车通信系统使用多进制正交幅度调制（multiple quadrature amplitude modulation,MQAM）和多进制相移键控调制（multiple phase shift keying modulation, MPSK）在接收端的信噪比（signal-to-noise ratio,SNR）表达式。然后对不同条件下的ASEP 性能做了数值仿真,仿真结果表明：随着发射天线或接收天线数的增加,系统的 ASEP性能得到了很好的改善,当使用 QPSK 调制,信噪比为6dB 时,（3,3;6）系统的误码率为2×10^-3,（4,4;8）系统的误码率为2×10^-4,（5,5;10）系统的误码率为2×10^-5。     

车联网中车-车通信系统在n-Rayleigh信道下的性能分析

文章在n-Rayleigh衰落信道下,研究了使用选择合并（electioncombining,SC）接收的车—车通信系统的平均符号误码率（average symbol error probability,ASEP）和信道容量性能。文章基于积分法,分别推导了车—车通信系统采用M进制相移键控（M-ary phase shift keying,MPSK）和M进制脉冲幅度调制（M-ary pulse amplitude modulation,MPAM）的平均符号误码率的精确表达式和信道容量的精确表达式。然后在不同系统条件下,分别对平均符号误码率和信道容量性能做了数值仿真,理论分析结果与仿真结果相吻合,验证了理论分析结果的正确性。仿真结果表明,随着分集支路数的增加,系统的ASEP和信道容量性能得到了很好的改善,当使用QPSK调制信噪比为16dB时,分集支路数L=1,系统的误码率是7×10-2,信道容量是4bps/Hz;分集支路数L=2,系统的误码率是1×10-2,信道容量是5.1bps/Hz;分集支路数L=3,系统的误码率是2×10-3,信道容量是5.8bps/Hz。     

SDC接收系统在n-Rayleigh信道下的性能分析

在n-Rayleigh信道下,研究了切换合并接收系统的平均符号误码率和中断概率性能。基于信噪比的概率密度函数的方法,推导了切换合并接收系统在n-Rayleigh衰落信道上采用q进制相移键控调制,和脉冲幅度调制的平均符号误码率的精确和近似表达式。同时,也得到了中断概率的精确闭合表达式。对不同系统条件下的平均符号误码率和中断概率性能做了数值仿真,验证了理论分析结果的正确性。仿真结果表明：分集支路数L,衰弱因子n,以及切换门限[rth]对系统的平均符号误码率和中断概率性能有着重要的影响。     

基于TAS/STBC方案的无线传感器网络系统的性能分析

在莱斯衰落信道下,基于发射天线选择(TAS)和正交空时分组码(STBC)方案,研究了无线传感器网络(WSN)系统的平均符号误码率(ASEP)性能。基于标量加性高斯白噪声(AWGN)信道的方法,推导出了使用多进制正交幅度调制(MQAM)和最小频移键控调制(MSK)的无线传感器网络系统的ASEP性能的精确闭合表达式。然后对不同条件下的系统性能做了数值仿真,数值仿真结果与理论分析结果相吻合,验证了理论分析结果的正确性。仿真结果表明:随着发射天线或接收天线数的增加,系统的ASEP性能得到了很好的改善,当使用16QAM调制,当SNR=12 dB,(3,3;6)系统的误码率是1×10-3,(4,4;8)系统的误码率是3×10-4,(5,5;10)系统的误码率是5×10-5。     

结合天线选择的空间调制及性能仿真

提出了一种分组映射空间调制方案。每个时隙中有多个发射天线被同时激活,结合幅度相位调制技术,每根选中的天线发射不同的符号,并且所激活的特定天线序列也携带相应信息。相对传统空间调制技术而言,该方案可以有效地提高空间调制系统的频带利用率和传输速率。Rayleigh衰落信道的仿真结果表明,所提方案的误比特率（Bit Error Rate,BER）性能优于传统的空间调制与多输入多输出（Multi-Input Multi-Output,MIMO）技术。方案可进一步结合发射天线选择（Antenna Selection,AS）技术,提高系统的传输质量。实际多极化MIMO信道的测量和仿真结果表明,在发端天线选择数目均相同时,分组映射调制的性能明显优于空间调制,结合AS的调制系统性能明显优于未结合AS的系统。     

基于MIMO技术的DCSK通信方案的性能分析

MIMO技术在不增加信号带宽和发射功率的情况下,通过在发送端和接收端分别使用多个发送天线和接收天线来抑制信道衰落和噪声。利用MIMO技术的优势,设计了一种基于差分混沌键控（DCSK）的MIMO-DCSK混沌通信方案。针对这一方案,通过进一步的数学推导,得到系统在高斯信道下的理论误码率公式,并在MATLAB环境中进行了仿真验证。理论分析和仿真结果表明：在相同的信噪比条件下,MIMO-DCSK混沌通信系统的误码率比传统DCSK通信系统要小得多。因此,MIMO-DCSK混沌通信方案能够有效改善混沌通信系统的误码性能。     

信道预测天线选择的空时分组码物理层安全增强

针对延时发射天线选择(TASD)/正交空时分组码(OSTBC)无线通信系统,基于最小均方误差(MMSE)信道预测器,提出一种系统物理层安全增强方案。将MMSE信道预测方案应用于TASD/OSTBC无线通信系统,构成信道预测发射天线选择(TASP)/OSTBC无线通信系统,并对其推导瑞利块衰落信道上安全中断概率、非零安全容量概率以及渐近安全中断概率的解析表达式。在此基础上,分析主信道收发天线数、窃听者天线数和信道的归一化延时等参数对系统物理层安全性能的影响。数值计算和仿真结果表明,采用TASP可以提高OSTBC编码无线通信系统的物理层安全性能。     

十字形QAM信号的符号错误率计算方法

针对十字形正交幅度调制(QAM)信号的符号错误率计算问题,提出一种通用的计算方法.根据十字形星座图的特点,采用基于判决门限的区域划分方法进行符号错误率计算,给出高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下通用的十字形QAM的符号错误率的理论边界.分析和仿真结果表明,给出的符号错误率为十字形QAM的误码率评估提供了一个准确的参考.     

Performance analysis of MIMO systems with arbitrary number transmit antenna selection and OSTBC in the presence of imperfect CSI

In this paper, the performance analysis of MIMO systems with arbitrary number transmit antenna selection (TAS) and orthogonal space-time block coding (STBC) in Rayleigh fading channels for imperfect channel state information (CSI) is presented. For the performance analysis, the moment generating function of the system effective SNR as well as its upper and lower bounds are derived. Then, accurate and approximate expressions of bit error rate (BER) of MIMO-TAS-STBC with MPSK and MQAM are further derived. Using the approximate BER formula and imperfect CSI, an adaptive antenna selection scheme is developed for minimizing the BER. The diversity gain and coding gain are analyzed at high SNR. The results indicate that the MIMO-TAS-STBC for imperfect CSI can only achieve partial diversity order KN and the coding gain is affected by K, N, code rate, modulation pattern, and channel correlation coefficients, when K transmit antennas are selected and N receive antennas are used. Simulation results show that the theoretical analysis matches the simulation result well, and the approximate expressions are close to the accurate ones but have a lower complexity.     

一种基于加窗基扩展模型的OFDM信道估计算法

针对双选择衰落信道下OFDM系统中基于复指数基扩展模型（CE-BEM）的信道估计算法存在的不足,提出了一种基于加窗的基扩展模型信道估计算法。该算法通过时域加窗和去窗处理来减少CE-BEM存在的频谱泄露,并抑制多普勒频移对估计性能的影响;利用设计的导频方案,简化数学模型;再通过正交映射对估计的基扩展模型系数进行转换,从而进一步提高信道估计的精确度。同时采用归一化均方误差和误码率来衡量信道的估计性能,实验仿真表明,提出的算法在高速的移动环境下能有效提高估计性能。     

基于多标签分类算法的多输入多输出智能接收机模型

传统无线通信系统由发射机和接收机组成,待传输的信息经过信道编码、调制、成型后通过天线发射出去。由于信道衰落、噪声和干扰等因素的影响,到达接收机的信号会存在较严重的失真,接收机需要从失真的信号中尽可能地恢复出原始信息。为解决此问题,提出基于多标签分类神经网络的多输入多输出（MIMO）智能接收机模型。该模型利用深度神经网络（DNN）替代接收机从信号到信息之间的整个信息恢复环节,并采用多标签分类算法代替多个二分类器实现多个比特的信息流恢复,而训练数据集为包含二进制相移键控（BPSK）与正交相移键控（QPSK）两种调制方式以及汉明编码与循环编码两种方式的正交信号。实验结果表明在噪声、瑞利衰落、干扰等情况下,使用传统Alamouti译码方法的接收机误码率（BER）为1E-3时,智能接收机已经实现了BER为0的恢复信息;在保持BER性能相同时,所提多标签分类算法比对比模型的多个二分类器算法在每个批次的训练时间上减少了约4 min。     

Nakagami-m信道RFID系统通信误码率研究

随着RFID技术应用领域的增加,RFID系统性能的评估也日趋重要。为了评估RFID技术在衰落信道下的性能,分析了RFID系统中的调制与编码技术,通过分析反向散射调制的误码率,导出了Nakagami-m衰落信道下标签的错误率,给出了不同信道衰落参数和编码参数下的数值仿真结果。结果表明,衰落参数越大,重复编码次数越多,标签错误率越低。     

基于正交混沌多用户混沌通信及其误码率

为了解决多用户混沌通信系统中由于通信用户数目的增多以及混沌序列间的准正交性所引起的信道干扰问题,对不同混沌信号采用施密特(Schmidt)正交化方法产生其对应的正交混沌序列作为扩频码在加性高斯白噪声(AWGN)和瑞利(Rayleigh)衰落信道下研究多用户混沌通信系统中的误码率(BER)。首先将其统计自相关和互相关特性作为刻画正交混沌扩频码序列性能的重要指标,测试并分析各正交混沌序列的统计相关特性,同时也对其互相关特性曲线的均值和方差进行了测试与分析;然后通过两种信道仿真实验获取各正交混沌扩频码的BER,并将其与对应统计相关特性作对比揭示其内在关联性;最后比较分析两种不同信道下多用户混沌通信系统的BER,并揭示信道对其的影响。仿真实验表明,两种信道下相空间混沌信号中的空时正交混沌序列都能获得较低BER,尤其是在Rayleigh衰落信道下的空时正交混沌序列能够获得更低的BER,说明所提方法能更有效地降低多用户通信中信道间的干扰,更有利于多用户通信需要。