WCDMA系统中的差分最小均方误差多用户检测算法研究

针对现有自适应多用户检测算法需要训练比特、不能适应快衰落信道的问题,提出适用于WCDMA系统的基于差分最小均方误差（DMMSE）准则的自适应多用户检测算法。该算法结合二级扩频体制的特点,根据具有相同综合扩频码的相邻接收符号幅度变化的比率变化自适应调整横向滤波器的权系数,由于该方法更能刻画多址干扰的变化规律,因此可有效地抑制多址干扰。仿真结果表明,在多普勒频移的传播环境下,DMMSE算法的误码性能优于现有自适应MMSE算法。     

基于SAOR的Massive MIMO系统信号检测算法

大规模多输入多输出(Massive multiple input multiple output, Massive MIMO)系统采用最小均方误差(Minimum mean square error, MMSE)接收检测方法时存在矩阵求逆复杂度高的问题，已有较多降低复杂度的研究。在降低检测算法复杂度的同时，如何提高算法收敛速度和检测性能一直是人们关注的焦点。本文将对称加速超松弛(Symmetric accelerated over-relaxation， SAOR)迭代算法应用于Massive MIMO系统信号检测中，避免了复杂的矩阵求逆计算，实现了复杂度较最小均方误差算法降低了一个数量级。仿真结果表明，基于SAOR的检测方法通过较少的迭代次数就能逼近最小均方误差（Minimum mean square error, MMSE）算法的检测性能，为Massive MIMO系统中接收信号的快速检测提供了较好的实现方法。     

一种LMS/LMF自适应谐波电流检测方法

在分析了现有谐波电流检测方法不足的基础上,提出了一种改进的最小均方(Least mean square,LMS)与最小四阶矩(Least mean fourth,LMF)相结舍的自适应谐波电流检测算法,利用一种变步长LMS/LMF算法来进行权值更新,用归一化的当前误差信号和上一次误差信号的自相关估计来进行步长迭代.该方法能够获得较快的动态响应速度和较小的稳态误差,而无需像一般自适应算法去折中考虑两者.仿真和实验结果验证了该方法的可行性.     

高阶调制下Turbo—BLAST系统性能

将高阶调制技术用于Turbo-BLAST系统,提出一种结合高阶调制的Turbo-BLAST系统模型.在发送端级联卷积编码、高阶调制和V-BLAST结构,以提高系统的数据传输速率和频谱利用率;在接收端采用软干扰抵消的最小均方误差(Minimum mean square error,MMSE)检测器和软输入软输出(Soft input soft output,SISO)信道译码器相级联,并利用Turbo译码思想进行迭代检测,以提高系统增益.在Turbo-BLAST迭代接收机中,需要由SISO信道译码器反馈的比特似然度来估计软干扰抵消的符号.本文还提出了一种格雷星座映射下直接由各个比特的似然度恢复MMSE检测所需反馈符号的方法,并对不同调制方式以及不同天线数目的系统性能进行了仿真,仿真结果表明,采用高阶调制可以显著提高系统的传输速率和频谱利用率.     

基于接收波束成形的自动识别系统的同信道干扰抑制和解调

自动识别系统卫星接收机可接收来自多个同频段蜂窝信号,不可避免地会产生同信 道的信号干扰,抑制此同信道干扰是自动识别系统的最具挑战性问题之一。为了解决此问题 ,提出波达角估计、波束成形加解调的简单串行接收机结构。此结构首先采用多信号分类(M ultiple signal classification, MUSIC)和Capon等算法估计出目标信号和干扰信号的波达 方向角,然后利用最小方差无失真响应(Minimum variance distortionless response, MVD R)、匹配滤波（Matched filter, MF）和最小均方误差（Minimum mean square error, MMS E）等波束成形方法将阵列方向对准目标信号入射方向抑制干扰信号,最后采用二比特差分 解调算法检测有用信号。仿真结果表明：本文提出的结构同单接收天线相比,多天线波束成 形显著地抑制了同信道干扰,极大地改善了高斯滤波最小频移键控(Gaussian filtered min imum shift keying, GMSK)信号解调的误比特率性能。     

一种应对非平稳频率失调的窄带主动噪声控制系统

在窄带主动噪声控制(Active noise control, ANC)系统中, 参考信号频率失调(Frequency mismatch, FM)和噪声信号非平稳将会使系统性能下降, 甚至失效. 本文提出一种基于动量最小均方的改进FM补偿算法, 通过在代价函数中引入加权累加的平方误差, 提升系统的追踪和收敛能力. 并分别与基于滤波-X 最小均方(Filtered -X least mean square, FXLMS)、滤波-X 递归最小二乘(Filtered -X recursive least square, FXRLS)和变步长滤波-X最小均方(Variable step-size filtered -X least mean square, VSS-FXLMS)算法的主控制系统结合, 共同完成系统综合性能的提高. 大量仿真分析表明, 新的FM补偿算法在非平稳的FM和离散傅里叶系数翻转的条件下仍能保持较高的追踪能力和合理的残余误差.     

引入加权系数消除ICI的二次快时变信道估计算法

针对高速移动环境下由多普勒频移引起的子载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）,提出一种引入加权系数消除ICI的二次快时变信道估计算法。该算法进行两次信道估计,第一次估计用于提供信道状态信息,在保证符号率的前提下消除ICI,第二次估计在ICI消除的情况下进行,可以提高信道估计精度;并对简化的并行干扰消除（parallel interference cancellation,PIC）算法进行改进,基于最小均方误差准则引入加权系数,使得ICI消除后的残余误差最小。仿真结果和理论分析达到很好的一致性,当信道信噪比为0 dB时,归一化均方误差（normalized mean square error,NMSE）性能增益最大约为0.0714,提高了快时变信道估计的精度。     

一种变迭代参数的变阶数LMS算法

介绍了基于分数阶数的变阶数最小均方算法(Fractional tap-length least mean square,FTLMS),分析算法中迭代参数对FTLMS算法收敛性能的影响.利用系统输出误差随滤波器阶数及滤波器抽头权系数迭代过程逐渐减小的特点,提出了一种新的变迭代参数的变阶数LMS算法(Variable parameter FTLMS,VP-FTLMS).在高噪声和低噪声环境下对本文提出的算法分别进行仿真验证,并与不同的滤波器阶数迭代参数设置下的FTLMS算法相比较.仿真结果表明,与FTLMS算法相比,本文提出的VP-FTLMS算法具有更快的阶数收敛速度及更小的稳态振荡,同时获得了较小的稳态额外均方误差(Excess mean square error,EMSE).     

全双工MIMO中继系统中基于最大速率的波束成形算法

全双工系统能实现在同一时隙与同一频率传输数据,相比于半双工系统能大大地提升数据吞吐量和频谱效率。为了进一步提高全双工多输入多输出(Multi-input and multi-output,MIMO)中继系统传输速率,本文基于放大转发(Amplify-and-forward,AF)传输模式,在全双工双向中继系统中引入梯度下降算法,将用户发送端、接收端波束成形与中继端波束成形矩阵相结合设计一种最大化速率的交替迭代算法,并构造出一种最小均方误差（Minimum mean square error,MMSE）迭代算法作为初始条件,在此基础上推导出中继接收端与发射端的波束成形矩阵表达式。仿真结果表明,本文构造的交替迭代算法收敛速度快,而且相比于迫零、最小均方误差以及最大泄信噪比算法,和速率有显著提高。     

STBC MC-CDMA系统自适应MBER多用户检测算法

针对MC-CDMA(Multicarrier code division multiple access)系统,描述了其时变多径衰落环境下采用空时分组编码(Space-time block coding,STBC)的同步上行链路模型,提出一种基于最小误比特率(Minimum biter-ror rate,MBER)的多用户检测算法。利用内核密度估计和梯度下降的方法,推导了该算法自适应实现形式。对具有2个发射天线和2个接收天线的STBC MC-CDMA同步上行链路系统进行了自适应MBER检测算法的计算机仿真。结果表明:当系统负荷较小时,该算法误码性能较好;当系统负荷较大时,该算法误码性能有所下降,但仍然优于具有类似计算复杂度的MMSE(Minimum mean squared error)自适应检测算法。     

Blind information-theoretic multiuser detection algorithms for DS-CDMA and WCDMA downlink systems

Code division multiple access (CDMA) is based on the spread-spectrum technology and is a dominant air interface for 2.5G, 3G, and future wireless networks. For the CDMA downlink, the transmitted CDMA signals from the base station (BS) propagate through a noisy multipath fading communication channel before arriving at the receiver of the user equipment/mobile station (UE/MS). Classical CDMA single-user detection (SUD) algorithms implemented in the UE/MS receiver do not provide the required performance for modern high data-rate applications. In contrast, multi-user detection (MUD) approaches require a lot of a priori information not available to the UE/MS. In this paper, three promising adaptive Riemannian contra-variant (or natural) gradient based user detection approaches, capable of handling the highly dynamic wireless environments, are proposed. The first approach, blind multiuser detection (BMUD), is the process of simultaneously estimating multiple symbol sequences associated with all the users in the downlink of a CDMA communication system using only the received wireless data and without any knowledge of the user spreading codes. This approach is applicable to CDMA systems with relatively short spreading codes but becomes impractical for systems using long spreading codes. We also propose two other adaptive approaches, namely, RAKE-blind source recovery (RAKE-BSR) and RAKE-principal component analysis (RAKE-PCA) that fuse an adaptive stage into a standard RAKE receiver. This adaptation results in robust user detection algorithms with performance exceeding the linear minimum mean squared error (LMMSE) detectors for both Direct Sequence CDMA (DS-CDMA) and wide-band CDMA (WCDMA) systems under conditions of congestion, imprecise channel estimation and unmodeled multiple access interference (MAI).     

WCDMA上行链路一种基于RLS算法的空时RAKE接收机

提出了WCDMA上行链路一种自适应的空时RAKE接收机技术,设计了两个匹配滤波器,基于最大信干噪比准则使用RLS算法自适应为期望信号每条多径分量更新波束形成权向量。该方法能显著降低计算复杂度,提高收敛速度。仿真表明,该方法能有效抑制多址干扰并解决远近效应问题,在快衰信道下,能良好的跟踪信道变化。     

MIMO 系统分集复用折中及自适应链路实现

多输入多输出技术可以增加分集阶数或系统自由度,以往研究多侧重于最大化其中一种增益,不能充 分利用多天线系统的性能．针对上述问题,本文提出了一种新的基于链路自适应技术的分集复用折中方法．该方法 以误比特率为判决准则,依据实时信道状态信息进行自适应码率、功率分配,并通过少量比特信息反馈到发送端来 确定系统的工作方式．同时,为降低计算量,通过对不同工作方式下接收端信噪比边界值的近似,给出了低复杂度 的次优判决准则．本文所提算法可充分利用分集、复用增益,提高系统可靠性的同时保证了较高的传输速率,具有 较小的计算量,抗扰动性强．仿真结果表明,与传统方法相比本文提出的折中方法具有较好的性能,满足了无线通 信系统实时性、快速性的要求．     

近似Log-MAP turbo译码器研究

该文研究近似Log-M AP算法在turbo译码器中的应用。文章对基于近似算法的W CDM A turbo译码器在AW GN信道和平坦慢衰落Rayleigh信道上的纠错性能进行了仿真。仿真结果表明,二阶近似Log-M AP turbo译码器与M A P turbo译码器性能等价,优于SO VA turbo译码器0.7-0.9dB。     

Throughput improvement of STS-based MC DS-CDMA system with adaptive modulation

The throughput enhancement of space-time spreading (STS)-based multicarrier direct sequence code division multiple access (MC DS-CDMA) system is investigated in this paper. Adaptive modulation is performed to improve the data throughput of the system in Rayleigh fading channel. In this contribution, an analytical approach is proposed to compute a new expression for the bit error rate (BER) performance of the STS-based MC DS-CDMA system for QAM data. The other contribution of the paper is deriving a new analytical expression for the throughput enhancement and the BER performance of the adaptive modulated STS-based MC DS-CDMA system over Rayleigh fading channel. The novel expressions presented in this paper bring out the facility of evaluation of the proposed system with no need for more calculations and simulations.     

一种适合多径信道的盲多用户检测方法

多径衰落信道下的盲自适应多用户检测算法的运算复杂度通常都比较高,文章提出了一种适用于多径衰落信道的基于Lagrange人工神经网络的盲自适应多用户检测算法,仿真试验表明该算法在多径衰落信道下仍具有接近于单径信道的检测性能,且计算复杂度低于目前存在的同类算法。     

基于辅助数据的OFDM时间同步算法

为了实现OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)系统在任意载波频偏下的高精度同步,本文提出了一种基于辅助数据的系统定时偏移估计方法.首先,在高斯白噪声信道下,基于不具有特殊结构的辅助数据,推导了最大似然准则下的最佳同步算法;然后针对最大似然法复杂度过高的问题,设计了计算复杂度降低的次优方法;最后,采用蒙特卡罗仿真,在频率选择性瑞利衰落信道下,对得到的新算法进行了评估.实验结果表明,新方法的定时性能显著优于传统算法.     

Joint adaptive power allocation and interference suppression algorithms based on theMSER criterion for wireless sensor networks

In this study, a two-hop wireless sensor network with multiple relay nodes is considered where the amplify-and-forward （AF） scheme is employed. Two algorithms are presented to jointly consider interference suppression and power allocation （PA） based on the minimization of the symbol error rate （SER） criterion. A stochastic gradient （SG） algorithm is developed on the basis of the minimum-SER （MSER） criterion to jointly update the parameter vectors that allocate the power levels among the relay sensors subject to a total power constraint and the linear receiver. In addition, a conjugate gradient （CG） algorithm is developed on the basis of the SER criterion. A centralized algorithm is designed at the fusion center. Destination nodes transmit the quantized information of the PA vector to the relay nodes through a limited-feedback channel. The complexity and convergence analysis of the proposed algorithms are carried out. Simulation results show that the proposed two adaptive algorithms significantly outperform the other previously reported algorithms.     

结合统计特性的WCDMA信道分形插值估计方法

为了克服接收机快速运动造成的深度衰落,将分形理论引入多径衰落信道的研究中,利用WCDMA中信道复用的特点,结合衰落信道具有服从Raleigh和Rice分布的特性,提出适用WCDMA信道的分形插值估计方法。通过仿真结果可知,与传统信道估计算法比较,在接收机不同运动速度下,尤其在高速运动时,信道参数估计的精度有所改善,满足WCDMA支持高速运动的特点。