MIMO系统中的空时编码技术

下一代移动通信系统必须具有更高的传输速率和更好的传输性能,多输入多输出(MIMO)天线技术能够极大提高系统的信道容量从而满足要求.为了提高频率利用率和传输可靠性需要研究MIMO系统中的空时编码技术,文章介绍了目前主要的空时编码技术:空时格状编码和空时分组编码技术,同时指出MIMO系统在天线相关性、接收端复杂性、与单天线系统整合等方面仍存在问题.     

可见光MIMO通信系统中级联编码的应用

可见光多输入多输出（MIMO）通信中空时分组编码能够获得较高的分集增益，但是其有效性较差，空间调制编码能够提高系统的频谱利用率但其可靠性较差。因此结合空时分组编码和空间调制编码的优势设计出空时分组-空间调制（STBC-SM）级联编码应用到可见光MIMO通信系统中，根据朗伯光源衰减特性建立了可见光室内传输信道模型，并对系统有效性及可靠性进行了仿真验证。结果表明在确保原有效性和相同误码率前提下，STBC-SM级联编码的可靠性较SM提高了5~8 dB，在确保原可靠性的前提下，STBC-SM级联编码的有效性较STBC提高了。表明文中设计的级联编码可有效的解决通信系统中有效性与可靠性的矛盾问题，为研究室内可见光MIMO通信提供了很好的理论意义。     

基于IEEE802.11的MIMO系统的分析和设计

基于提高WLAN系统的容量和频谱利用率的目的,在不改变现有WLAN协议的情况下,采用了IEEE802.11媒体接入控制(MAC)协议与MIMO系统相结合的方法。首先对空时编码技术和智能天线技术两种MIMO系统进行可行性分析,确定采用空时编码技术的MIMO系统;再进一步针对分层空时码、网格空时码和分组空时码等几种空时编码的特性进行比较,最终得到IEEE802.11a结合分组空时码实现WLAN的MIMO系统的优选方案。     

基于块空时分组编码DFT-S-OFDM虚拟MIMO传输方案

该文提出了一种基于块空时分组编码的DFT-S-OFDM上行链路虚拟MIMO传输方案,并给出一种低复杂度的虚拟MIMO系统接收机检测算法。仿真研究表明：基于块空时分组编码的DFT-S-OFDM虚拟MIMO传输方案可保持原DFT-S-OFDM系统低峰均比的特性,显著降低虚拟MIMO系统接收机检测门限,提高上行链路虚拟MIMO系统传输可靠性。     

MIMO-OFDM系统中的空频编码技术的研究

基于多输入多输出（MIMO）的空时编码技术可以充分利用无线通信信道中的多径,从而降低误码率、提高系统的可靠性。本文在空时编码技术的基础上,基于OFDM（正交频分复用）系统提出了一种空频分组码的编码改进方案。经仿真证明：编码后的系统相对于STBC-OFDM（空时分组编码）系统的性能更优越,提高了系统的可靠性。     

采用子载波分组和空时码的随机映射MIMO OFDM系统

本文提出了一种在子载波分组上进行空时编码的随机信号映射MIMO OFDM系统.采用已有的快衰落信道上的空时码在每个分组上编码,随机映射后在多个天线上发送,接收端就能够获得大部分的空间和频率分集.仿真表明系统在MIMO多径衰落信道中能够获得好的性能.     

基于LDPC码和MIMO的无线光通信系统性能

针对大气湍流严重影响无线光通信系统性能的问题,研究了基于低密度奇偶校验(LDPC)码和多输入多输出(MIMO)无线光通信系统性能,给出了基于LDPC码的空时编码MIMO(ST MIMO)和重复编码MIMO(rep MIMO)系统的解码算法,最后在对数正态模型和K分布模型下进行了仿真分析。仿真结果表明rep MIMO系统性能优于ST MIMO和单输入单输出(SISO)系统,ST MIMO在强湍流情况下性能明显优于SISO系统,基于LDPC码的ST MIMO和rep MIMO能取得10 dB以上的编码增益,并且编码增益随着湍流强度的增大而增加,基于LDPC码和rep MIMO的无线光通信系统差错性能更加优异,可以有效提高系统抗干扰能力。     

MIMO系统中一种子空间追踪的盲空时多用户检测方法

文章提出在空时分组编码的MIMO系统中利用OPAST这种子空问追踪算法进行盲空时多用户检测.仿真结果表明,这种子空间追踪算法可以联合实现平坦瑞利衰落信道估计和空时多用户检测.针对不同的空时分组编码的MIMO通信系统模型,这种盲自适应空时多用户检测方法可以抵抗严重的远近效应和抑制多址干扰,并具有很好的动态跟踪能力.     

分组空时块编码结构及其信号检测算法

本文提出一种可用于宽带数字移动通信系统的多输入多输出(MIMO)无线传输系统架构———分组的空时块编码(G-STBC)MIMO结构,即发送天线被分成若干组,组内的多根天线进行STBC编码,而各组发送的数据流相互独立。针对这一系统架构,提出了基于迫零检测的最优排序串行干扰消除(OZFSIC)接收信号检测算法的实现方案。计算机仿真结果表明,这种空时编码MIMO结构在等数据率的情况下能获得比相应的V-BLAST系统更优的性能。G-STBC-MIMO结构可以使发送天线多于接收天线,因此,对于无线通信系统下行链路以及大数据量广播业务系统(如数字高清晰度电视地面传输系统)都较V-BLAST更具有优势。     

一种基于空时分组编码的MIMO-SC/FDE系统的接收空间分集方案

该文提出了一种基于空时分组编码的多输入多输出频域均衡单载波分组传输(MIMO-SC/FDE)系统的空间分集接收方案,通过在Huang(2004)提出的分集结构中引入使用空时分组编码的发射分集,弥补了因减少DFT块数目而造成的性能损失,同时在接收端进一步减少了IDFT块的数目;通过适当设计空时分组编码,还可以进一步提高数据传输速率。该文详细推导了使用空时分组编码后的处理过程,并对使用空时编码后的MIMO-SC/FDE系统和相应的MIMO-OFDM系统性能进行了仿真比较。仿真结果表明,MIMO-SC/FDE系统的性能从总体上优于MIMO-OFDM系统。     

瑞利衰落信道下基于LDPC码USTM的MIMO系统

研究了一种联合低密度校验(LDPC,Low-Density Parity-Check)码和酉空时调制(USTM,Unitary Space-Time Modulation)技术在不相关瑞利平坦衰落(Rayleigh flat fading)下的多输入多输出信道(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)系统的性能.在无信道状态信息下,采用可并行操作的和积译码算法(SPA,Sum-Product Algorithm)的LDPCC-USTM级联系统具有优异的性能,并分析了不同LDPC码集下对系统性能的影响.仿真结果表明LDPCC-USTM级联系统比与未级联的相比有近23dB的编码增益,与基于Turbo码的USTM[6]系统相比有5dB多的编码增益,且基于非规则的LDPC码的级联系统比基于规则码有近1dB的编码增益.     

一种新的两用户协作分集方案及其性能研究

该文提出了一种基于信道编码和分布式空时分组码级联下的两用户协作分集方案,并且在准静态的瑞利衰落信道下对此方案的系统容量,中断概率以及误比特率进行了理论推导和系统仿真,分别给出了解析表达式和数值结果。通过将信道编码和空时码引入到协作分集中,系统容量得到显著改善,同时中断概率也明显降低。在协作用户间信道存在噪声的情况下,对卷积码与分布式空时分组码级联下的发射方案进行了性能分析和仿真。仿真结果表明：即使协作用户间的信道存在噪声,该文所提方案在各方面都优于传统协作分集,系统容量明显增大,中断概率及误比特率大大降低。     

自由空间光通信中的CRC-LT编码性能研究

LT码是一种无码率的线性分组码,具有很强的信道适应性和低复杂度。文中提出一种CRC码与LT码级联的编码方案（CRC-LT码）,CRC-LT码通过调整译码开销来保证FSO系统的可通率和使LT码在FSO系统中获得的编码增益。通过建立分析模型,推导出在给定信道条件下的数据恢复率。最后,利用Gamma-Gamma信道模型进行CRC-LT码的编译码过程仿真,并给出数据恢复率与信道条件、信噪比和译码开销的关系,以及FSO系统的误码率。仿真结果表明,CRC-LT码在牺牲一定译码开销后能够获得更高的编码增益,有效保证FSO系统的可通率。     

基于双模turbo码的自由空间光通信系统特性分析

在自由空间光通信(FSO)系统中,大气信道的信噪比(SNR)特性对系统的通信性能影响很大,提出了双模turbo码的编码方案.从研究大气对自由空间光通信系统的影响出发,在分析了大气信道特性后建立了大气信道信噪比和能见度的关系,详细阐述了双模turbo码的编码、译码原理.应用建立的大气信道的信噪比关系,仿真分析了大气信道的信噪比和大气能见度的关系和两种编码条件下自由空间光通信系统的误码率(BER).结果表明,对于一个实用的无线光通信系统,在要求系统的误码率低于10-5时,基于双模turbo码的系统所要求的信道信噪比比基于普通turbo码的系统的要求低1 dB.因此在相同的信噪比条件下,相对于普通turbo码,双模turbo码能有效降低系统的误码率.     

光通信中基于脉冲调制的联合编码调制研究

为了研究无线光通信中数字脉冲调制与信道编码的联合编码调制问题,在给出调制时域结构的基础上,采用理论推导和数值仿真相结合的方法,分析了基于二进制线性分组码的开关键控、数字脉冲位置调制和数字脉冲间隔调制系统的差错性能,得出了信道编码纠错能力与调制阶数的结合关系。结果表明,采用开关键控调制的系统,其汉明距离与欧式距离等价,故不存在调制与信道编码参量匹配问题;脉冲位置调制系统在纠错个数大于调制阶数时,可取得较明显的编码调制增益,当纠错个数能被调制阶数整除时,编码和调制达到匹配;由于数字脉冲间隔调制的符号时隙不固定,存在错误传播现象,不宜与差错编码联合使用。所得结果可为无线光通信链路的设计提供参考。     

多径下Turbo码IDMA网络编码中继合作系统性能分析

基于交织多址网络编码中继合作系统,分析了其采用Turbo编码后在多径信道环境下的系统性能。研究了该系统中利用不同交织器来实现多用户的多址接入方式以及网络编码的中继合作机制。将多径信道以及Turbo编码融入该系统中,搭建计算机仿真环境,通过仿真数据分析系统性能。仿真结果表明,在多径信道环境下,采用Turbo编码的交织多址网络编码中继合作系统的系统误码率有明显改善。     

一种基于位反转置换的系统极化码的缩短方法

极化码作为 3GPP 标准制定中的一种信道编码技术方案,具有良好的纠错性能。为了进一步提高删余极化码的误码率性能,将极化码中基于位反转置换的缩短算法应用到系统极化码,提出一种系统极化码的缩短方法。仿真结果表明,在AWGN信道中,在高码率条件下,建议的系统极化码的缩短方法的误码率性能优于系统极化码的准均匀凿孔方法,也优于极化码的缩短方法。当码率为3/4、误码率为10^-4时,系统极化码的缩短方法比极化码的缩短方法约有0.5 dB的增益,比系统极化码的准均匀凿孔方法约有0.25 dB的增益。     

RS码频域纠错编码在激光对潜通信信道中的实现方法

介绍了信道编码在激光对潜通信系统中的重要作用，介绍了频域编译ＲＳ码的基本方法，并给出了脉冲位置调制信道的ＲＳ码频域编译码的计算机模拟方法和结果。     

基于衰落信道的Turbo码的设计与实现

Turbo码作为一种新颖的信道编码,可以获得接近香农理论极限的性能,IMT-2000已经将Turbo码作为第三代移动通信系统(3G)传输高速业务数据的信道编码标准之一.文中提出了一种在衰落信道下Turbo码的实现模型,并探讨了Turbo编、译码器的设计及其算法,最后用MATLAB语言完成了算法的仿真实现.仿真结果表明,在低信噪比的无线衰落信道中,Turbo码不仅可以获得更大的编码增益,有效地改善系统的性能,而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力,在移动通信系统中有着很大的应用潜力.     

Tradeoff between source and channel coding on a Gaussian channel

Consider a system that quantizes and encodes analog data for transmission across an additive noise Gaussian channel. To minimize distortion, the channel code rate must be chosen to optimally allocate the available transmission rate between lossy source coding and block channel coding. We establish tight upper and lower bounds on the channel code rate that minimizes the average distortion of a vector quantizer cascaded with a channel coder and a Gaussian channel, thus extending some recently obtained results for the binary-symmetric channel. The upper hounds are obtained by averaging, whereas the lower bounds are uniform, over all possible index assignments. Analytic expressions are derived for large and small signal-to-noise ratios, and also for large source vector dimension. As in the binary-symmetric channel, the optimal channel code rate is often substantially smaller than the channel capacity and the distortion decays exponentially with the number of channel uses. Exact exponents are derived