基于发射端获知部分信道状态信息MIMO系统线性预编码的设计

在现实通信系统中,由于各种原因在发送端获知很难获得完全的信道状态信息,只能获得部分信道状态信息,这样接收端的检测就非常复杂。在MIMO系统中,为了提高系统的性能和降低接收端算法的复杂度,可以通过把正交空时分组与线性预编码结合。本文提出了一种在MIMO非相关信道中,在部分信道状态信息的条件下,把正交空时分组码与线性预编码结合的方案。仿真结果表明,提高了MIMO系统的性能,降低系统误码率,获得了很好的性能增益。     

时间选择性快衰落信道中OFDM系统的ICI功率分析

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)系统中,信道的时间选择性快衰落会破坏子载波间的正交性,导致系统中出现载波间干扰(Inter-carrier Interference,ICI),降低OFDM系统性能.论文使用信道函数泰勒展开式的前两项近似信道函数,并以此为基础分析了OFDM在时间选择性快衰落信道中的性能,给出了ICI功率及其上界与信道最大多普勒扩展的关系式.仿真分析表明论文给出的关系式和ICI功率上界能够较为准确的描述OFDM系统在快衰落信道中ICI功率及其上界与信道最大多普勒扩展的关系.     

高速移动通信系统中OTFS信道估计算法研究

针对高速移动环境中双色散信道会出现信道估计可靠性下降的问题,该文在正交时频空(OTFS)调制系统的输入-输出模型中提出一种基于压缩感知的信道估计算法。该算法利用信道中最大多普勒频移和最大时延确定导频发送矩阵的大小,相比传统的正交匹配追踪(OMP)信道估计算法,能够在保证相似信道估计准确度的情况下节省导频资源;并在此基础上,对OTFS调制符号做相位旋转,增加差分矩阵的秩,理论分析和仿真结果表明,该方案能够提升OTFS系统的分集阶数进而降低噪声的干扰。     

OFDM中基于导频的加窗FFT信道估计

正交频分复用（OFDM）是一种正交的多载波复用技术,分析了OFDM系统中基于导频的信道估计模型;基于导频的信道估计需要进行插值,为了降低插值算法的复杂度,研究了基于导频的FFT信道估计算法。由于直接FFT信道估计算法存在能量频谱泄露问题,提出了基于汉明窗函数的优化型加窗FFT信道估计的算法。实验仿真表明：在多径衰落信道下,该算法能够有效地提高OFDM系统的信道估计性能。     

高速移动通信系统中OTFS信道估计算法研究

针对高速移动环境中双色散信道会出现信道估计可靠性下降的问题,该文在正交时频空(OTFS)调制系统的输入-输出模型中提出一种基于压缩感知的信道估计算法.该算法利用信道中最大多普勒频移和最大时延确定导频发送矩阵的大小,相比传统的正交匹配追踪(OMP)信道估计算法,能够在保证相似信道估计准确度的情况下节省导频资源;并在此基础上,对OTFS调制符号做相位旋转,增加差分矩阵的秩,理论分析和仿真结果表明,该方案能够提升OTFS系统的分集阶数进而降低噪声的干扰.     

OFDM/OQAM系统中联合迭代信道估计和信号检测

与基于复数域空间正交条件的传统正交频分复用系统(OFDM with Cyclic Prefix, CP-OFDM)有所不同,基于交错正交调制的正交频分复用系统(OFDM/Offset QAM, OFDM/OQAM)满足实数域空间严格正交条件。因此在多径衰落信道条件下,CP-OFDM系统中的信道估计方法会导致OFDM/OQAM系统严重的字符间干扰和载波间干扰。该文结合OFDM/OQAM系统结构特点,提出了一种基于迭代信道估计和信号检测算法。该算法通过信道估计器和接收到的信号互相交换信息,消除导频序列中的字符间干扰和载波间干扰,提高信道估计和信号检测的准确度。仿真分析结果表明,经过一定次数迭代处理后,OFDM/OQAM迭代信道估计性能趋近于理想信道估计性能。     

基于正交多相序列的OFDM信道估计算法

提出了一种基于正交多相序列的OFDM信道估计算法。该算法采用相关性能良好的正交多相序列作为发送信号的循环前缀,在接收端,提取循环前缀,进行相关计算,最终得到系统频域响应的估计值。通过仿真,验证了在多径衰落信道中,提出的算法比频域梳状导频插入的时域滤波算法及采用小m序列作为循环前缀的信道估计算法具有更高的信道估计精度。     

利用双正交小波变换优化G3-PLC系统性能

为了提高G3-PLC(G3-Power Line Communication)在复杂信道环境下通信的可靠性,提出了基于双正交小波变换的正交频分复用（Discrete Wavelet Transform-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,DWT-OFDM）。通过双正交小波变换减小复杂信道环境下G3-PLC通信系统中OFDM载波间干扰,并通过合理减少循环前缀,优化传输效率,降低峰均比。在DWT-OFDM的G3-PLC系统中,通过不同小波基性能分析与对比,利用bior6.8双正交小波基进行系统性能优化。将DWT-OFDM的G3-PLC系统在实际电力线噪声库环境下进行实验分析,仿真结果表明,在平均误码率为10-3量级时,性能有5 dB左右提升,通信效率由40%提高至54%;结合限幅法,峰均比由11 dB降低至8 dB,通信性能极大优于基于FFT-OFDM的G3-PLC系统。     

基于有限信道信息的波束成形系统设计

针对多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)通信系统,提出了基于有限信道信息(CSI)的波束成形算法。通过Nutaq基站验证平台,实现了基于MIMO-OFDM系统的信道反馈和波束成形,并对算法进行了验证。验证结果表明,该算法不仅能降低反馈数据量要求,还能有效提高系统的通信性能。     

对数正态分布衰落下的光OFDM水下可见光通信空间分集系统

水下可见光通信(UVLC)是实现高速宽带信息传输的有效方案,但由于受到信道中吸收、散射和湍流的不利影响而面临着许多困难。针对水下湍流信道中多径和衰落带来的影响,提出了一种光正交频分复用(O-OFDM)等增益合并的分集方案,根据广义的朗伯定律得到信道增益,通过对数正态分布模拟信号衰落。采用蒙特卡洛方法对正交幅度调制(QAM)的非对称削波光正交频分复用(ACOOFDM)和直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)两种分集系统进行建模仿真,分析高斯信道和弱湍流信道下系统的误比特率,探讨不同分集数目和闪烁系数情况下的分集增益。研究结果验证了分集是降低湍流影响的有效手段,有利于改善水下信息传输性能,为弱湍流信道下正交频分复用可见光通信系统的设计、预测和评估提供参考。     

一种新型三维光正交码的设计

基于光正交码(OOC)编码技术,提出了一种新型空/时/频三维OOC的设计方案,对光信号在时、频和空域进行编码,该码具有理想的自/互相关特性。通过仿真比较,在容量和系统的误码率等性能方面比一、二维OOC都有较大的提高,因而能很好地适应未来高密集光纤通信。     

基于能效比的OCDMA正交码选择的跳频方案研究

创新性地从多址通信角度讨论正交码的选择问题,借鉴传感网络中能效比的概念,提出用次优正交码代替最优正交码的方案并加以分析,降低了地址码选取难度。随后应用单极性编码有关概念,提出用基于Walsh编码的二维跳频方案为光纤多址技术进行加密的方案,并给出简单示例,为系统融合提供模板,以期在相关领域提供有力背景。     

正交循环码M进制扩频接收机的研究

该文提出了一种基于正交循环码的M进制扩频接收机方案,发端将一条原型扩频码循环移位构成M个扩频码,实现M进制扩频,接收端利用时频变换域正交匹配滤波器实现了非相干解扩解调。该方案不仅减少了需要的扩频码数目,而且有效地降低了接收机的计算复杂度。该文对所提出的系统在单用户和多用户条件下的误码性能进行了理论分析和仿真,并比较了3种M进制解扩方法的运算量。结果表明:正交循环码M进制扩频系统的计算复杂度和误码特性均优于传统的M进制系统。     

正交空时分组码在OFDM系统中的性能估计

在宽带OFDM系统中对正交空时分组码方案进行了研究,根据Almouti方案的译码原理给出了在正交空时分组码传输的频率选择性衰落信道条件下接收机输出瞬时信噪比的一般表达式,同时分两种情况进一步分析了其最小距离球界的符号差错性能。结果表明,在系统发送天线数、接收天线数及多径数目乘积较小的情形下,系统可以达到最大的分集增益。     

多址正交码扩频体制及其关键技术

根据飞行器测控技术发展特点,提出多址正交码扩频体制,分析了系统的发射、接收模型及其误码率性能;仿真了多址正交码扩频系统的噪声性能、多址性能和抗干扰性能;讨论了对正交码同步捕获与跟踪、正交扩频体制下的伪码测距等关键技术问题。     

Using Orthogonal and Quasi-Orthogonal Designs in Wireless Relay Networks

Distributed space-time coding was proposed to achieve cooperative diversity in wireless relay networks without channel information at the relays. Using this scheme, antennas of the distributive relays work as transmit antennas of the sender and generate a space-time code at the receiver. It achieves the maximal diversity when the transmit power is infinitely large. This paper is on the design of practical distributed space-time codes (DSTCs). We use orthogonal and quasi-orthogonal designs which are originally used in the design of space-time codes for multiple-antenna systems. It is well known that orthogonal space-time codes have full diversity and linear decoding complexity. They are particularly suitable for transmissions in the network setting using distributed space-time coding since their ldquoscale-freerdquo property leads to good performance. Our simulations show that they achieve lower error rates than the random code. We also compare distributed space-time coding to selection decode-and-forward using the same orthogonal designs. Simulations show that distributed space-time coding achieves higher diversity than selection decode-and-forward (DF) when there is more than one relay. We also generalize the distributed space-time coding scheme to wireless relay networks with channel information at the relays. Although our analysis and simulations show that there is no improvement in the diversity, in some networks, having channel information at the relays saves both the transmission power and the transmission time.     

基于光正交码的多波长OCDMA与WDM+OCDMA系统的性能分析

分析了两种基于光正交码的二维光纤码分多址 (OCDMA)系统 :WDM+ OCDMA、MW OCD-MA。分析表明 ,当 WDM+ OCDMA系统存在能均匀分配波长的中央控制器时 ,它的误码率性能优于MW OCDMA。     

一种基于矩阵旋转的正交空时分组码

Tarokh等人(1999)运用正交设计理论证明了当发射天线数大于2时,不存在可以获得最大分集增益和最大传输速率的复正交空时分组码。而以牺牲正交性和部分分集增益为代价来获得更高传输速率的非正交空时分组码又会使误码性能降低。该文通过对非正交空时分组码信道相关矩阵采用矩阵旋转的方法,提出了一种可以获得最大传输速率、部分分集增益以及接收端线性解码的正交空时分组码。仿真结果表明,该方案与已有典型的空时分组码相比,具有较好的误码性能。     

基于正交空时分组码的空间脉冲位置调制

针对在湍流信道下空间脉冲位置调制(SPPM)系统误码性能较差的问题,文章将空时分组码与空间调制技术结合,提出了基于比特补码正交空时分组码的空间脉冲位置调制(BCOSTBC-SPPM),利用空时编码增加信息冗余度以改善系统误码性能。同时基于最大似然(ML)检测推导了系统的理论误比特率上界,并通过蒙特卡洛仿真对理论上界进行了验证。仿真结果表明,BCOSTBC-SPPM的误码性能相比SPPM有较大提升。在弱湍流信道下,当系统误比特率为10-4时,(4,2,4)-BCOSTBC-SPPM相比(4,1,4)-SPPM信噪比改善约10 dB。该方式相较于传统正交空时编码方案在频谱效率方面有一定提升,实现了系统有效性和可靠性的合理权衡。     

Generalized Partial Feedback Based Orthogonal Space-Time Block Coding

Recently, a full rate orthogonal space-time block code achieving full diversity while preserving low decoding complexity with very limited feedback was proposed. Based on a feedback of only p?1 bits, these codes exhibit a higher coding gain as well. In this work, we propose a low complexity, though close to optimal, feedback selection scheme. Furthermore, we analyze the performance of these codes with arbitrary number of transmit and receive antennas. We show that with this feedback based codes full diversity of n_T n_Rp is obtained. Finally, we provide closed form expressions for the ergodic and outage mutual information as well as error rates.