基于空时分组编码的水声MIMO通信系统仿真研究

为了提高水声信道的信道容量,将多输入多输出（MIMO）技术用于水声信道,提出一种基于空时分组编码（STBC）的MIMO通信系统。为了抵抗水声多径传播造成的频率选择性衰落,接收机采用MIMO判决反馈均衡器,结合二阶锁相环路补偿载波相位偏移,将水声信道转换为频率非选择性信道。通过计算机仿真证明了该方法的有效性,并与单输入单输出（SISO）系统以及采用空时网格编码（STTC）的MIMO系统进行了性能对比,结果表明STBC和STTC可以获得两倍于SISO的频带利用率和较低的误码率,STBC系统的误码率性能比STTC略差,但编译码计算量远低于STTC系统,更适于实际应用。     

脉冲噪声衰落信道中正交空时分组码的误码率

从信噪比(SNR)观点对脉冲噪声环境下衰落信道中正交空时分组码(OSTBC)的理论误符号率(SER)进行了分析。基于STBC引入的标量等效矩阵,给出了STBC解码后每符号瞬时SNR的概率密度函数。假设信道为准静态平坦衰落,并将信道干扰噪声建模为ε-高斯混合分布。推导了Rayleigh、Rician及Nakagami-m三种衰落信道下采用MPSK和MQAM调制方式的OSTBCSER闭式表达式。该闭式解可以用于评估脉冲噪声环境中OSTBC的性能。此外,进行了蒙特卡洛仿真验证了分析的正确性。     

信道估计误差与延迟对自适应Turbo编码调制的误码率性能影响

提出了一种慢衰落信道上较为实用化的自适应Turbo编码调制(ATuCM)设计方案,并着重研究了信道估计误差与延迟对ATuCM的误码率(BER)性能的影响,最后通过计算机真对理论分析结果加以验证.分析和仿真结果表明,为了维持系统所需的BER性能,固定估计误差值应小于0.07dB,随机估计误差的离差要低于0.6,而时间延迟应控制在0.001/(v/λc)以内.     

信道参数对多天线OFDM系统的性能影响

讨论了在波束成形的多天线OFDM系统中信道反馈时延和多普勒频移所带来的信道估计误差对通信性能的影响。将信道估计误差等价为与信道参数相关的随机变量并通过Q函数的等效定义和OFDM系统中各子信道的同分步特性,推导出了多天线的OFDM系统误码率受信道反馈时延和多普勒频移影响的闭合表达式,同时仿真给出了三个发射天线、三个接收天线下的不同反馈时延和多普勒频移对通信误码率的影响,可为时变信道下的多天线OFDM系统设计提供参考。     

一种信道盲辨识与均衡的新方法

针对信道盲辨识的闭式解存在估计精度低,方差大的缺点,以及源信号无法完全恢复的问题,提出了一种基于调制引入循环平稳性的信道盲辨识与均衡的新方法。通过对循环功率谱进行适当的变量代换得到功率谱-传输函数方程,再将其反变换到时域得到求解FIR信道的方程组解法。仿真结果表明,提出的信道盲辨识算法的性能优于信道盲辨识的闭式解,而且源信号也可以完全得到恢复。     

基于变分推理的Turbo频域均衡与信道估计

针对时变频率选择性信道下的单载波编码传输系统,提出了基于变分推理的低复杂度Turbo频域均衡与信道估计联合迭代算法。所设计的软输入软输出检测器和子块间干扰抵消器能统一处理信道估计误差的影响。通过分析接收信号因子图,提出了算法实现的双迭代结构,内迭代完成联合频域均衡与软信道估计,外迭代进行软干扰抵消和解码。仿真结果表明,所提出算法的误码率性能和对叠加训练信号强度的稳健性均优于具有相似复杂度的期望最大化方案。     

基于STBC的双层预编码MIMO系统

提出一种结合空时分组码(space-time block coding, STBC)与双层预编码的方法。建立了基于STBC的双层预编码多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统模型,给出了预编码赋形权矢量的构造方法,利用预编码形成的两个虚拟子信道同时传输两个数据流,同时结合Alamouti STBC构成混合编码,带来分集增益;针对STBC双层预编码系统设计了一种低复杂度的译码方法。理论和仿真结果表明,新系统可以同时带来分集增益和复用增益,有效提高系统信道容量,与通常的MIMO系统相比,误码性能得到明显改善。     

全递推型式线性预报法可视化仿真

在数字通信系统中,由于信道的严重非线性失真,使得当发送数据信号通过该信道时,在接收端将产生符号间干扰,导致接收性能的严重衰落,如造成较高的误码率。为了改善系统性能,接收端必须通过信道均衡或序列估计消除信道畸变,因此很多盲均衡算法被相继提出。本文根据基于二阶统计量的盲均衡经典算法构造了全递推型式线性预报算法,利用SIMULINK提供的基本模块库及DSP模块库建立SIMO系统可视化仿真模型。在该系统模型下分别对三种信道情况进行仿真,给出误码率曲线并进行对比,对仿真结果进行分析。     

基于STBC技术的DCSK通信系统性能分析

差分混沌相移键控(differential chaos shift keying,DCSK)技术具有较好的抗噪声性能以及较低的检测复杂度,但是其传输速率比较低。为了提高其传输速率,提出了一种基于空时块码(space time block code,STBC)技术的DCSK通信系统。该系统充分利用了不同混沌信号之间具有较好的互相关性的特点,采用解码复杂度低的非相干解调技术,具有良好的抗噪声性能、不需要信道状态信息的优点。推导了在多径瑞利信道中STBC-DCSK系统的误码率性能。大量的仿真实验结果表明,提出的STBC-DCSK系统在损失了微小的系统误码率性能的情况下,进一步提高了传输速率。     

基于行空间映射的连续中继网络预编码干扰消除方案

针对转发放大(amplify-and-forward,AF)模式下双路径连续中继(two-path successive relay,TPSR)存在的中继间干扰(inter-relay interference,IRI)问题,提出了新颖的基于行空间映射的中继干扰消除方案。新方案对源节点信号进行交替行空间预编码,从而将接收期望信号与IRI信号映射到不依赖信道的正交子空间,在未知信道下实现IRI和累计噪声的完美消除,从而消除非理想信道估计带来的剩余自干扰和累积噪声对TPSR性能的影响。在这基础上,推导不同信道估计误差下系统平均误比特率（bit error ratio,BER）的闭合表达式和近似表达式,并通过仿真验证理论推导的正确性。通过对比该方案与传统基于信道估计的干扰消除方案在不同估计误差下的检测性能,表明新方案能够完全消除IRI和累积噪声,有效提升连续中继网络性能。     

自适应调制STBC-MC-CDMA系统仿真分析

分别将G2、G3和H3三种空时分组码（STBC）与MC-CDMA结合构成STBC-MC-CDMA系统,并在上述系统中应用自适应调制技术。通过仿真研究了在瑞利衰落信道条件下,采用G2、G3和H3三种空时分组码的自适应调制STBC-MC-CDMA系统的误符号率性能,并对三种方案下的系统误符号率性能进行了比较。仿真结果表明,在相同信道条件下,编码速率为1/2的G3系统误符号率性能最好,全速编码G2系统误符号率性能最差,编码速率为3/4的H3系统的误符号率则介于二者的之间。

Abstract：

G2 ,G 3 ,H 3 three space-time block codes （STBC） were combined with MC-CDMA respectively to form STBC- MC-CDMA wireless communication systems.Then,adaptive modulation techniques were applied to the three systems.The symbol error rates （SER） of the three STBC-MC-CDMA systems were simulated and compared under Rayleigh fading channel.Simulation results show that under the same channel conditions,the SER performance of G 3 system with 1/2 coding rate is best among the three systems,the full-speed coding rate G 2 system performs worst,and the SER performance of H 3 system with 3/4 coding rate is between G 2 and G 3 system.     

脉冲熄灭STBC-OFDM接收机差错性能分析

为定量分析脉冲熄灭产生的子载波间干扰对空时分组编码正交频分复用(space-time block coding-orthogonal frequency division multiplexing,STBC-OFDM)接收机差错性能的影响,在频率选择性瑞利衰落信道下理论分析给出脉冲熄灭STBC-OFDM接收机输出信噪比的计算公式,并以此为基础,定量分析了脉冲熄灭对STBC OFDM接收机符号差错性能的影响. 计算机仿真结果表明,论文给出的理论结果与仿真结果完全一致,验证了理论分析的正确性。     

OFDM系统中一种基于训练引导的判决反馈均衡技术

针对OFDM系统,提出了一种基于训练引导的判决反馈均衡算法.算法中的信道估计以基于长训练序列的初始估计为基础,结合判决过程中所反映出的信道变化情况而综合得到.并将当前信道的预测值反馈回去,用以对接收的下一个数据符号进行均衡.通过仿真,测试了算法的误符号性能,并与常规的单一训练序列算法和基于导频的线性插值算法进行了比较.仿真结果表明,该算法可以很好的抵抗多径时延扩展和多普勒频移对接收信号的影响,均衡后的误符号性能较单一训练序列算法有3～4dB的性能改善,并能在最大多普勒频移高达275Hz范围内的高速移动环境下对信道衰落实施有效的估计和均衡.     

Optimal MMSE successive interference cancellation in group-wise STBC MIMO systems

1.INTRODUCTIONInformationtheoryshowsthat a multiple-input multi-ple-output(MI MO)communication systemcan effi-ciently increase system capacity in rich scatteringwireless channel environment without additional pow-er and frequency spectrumrequirement as traditionaltechniques need[1,2].Transmission schemes based onMI MO typically fall into two categories:data ratemaxi mization schemes and diversity maxi mumschemes.The representative of the first category isBell laboratories layered space…     

SER analysis and power allocation for hybrid cooperative transmission system

The symbol-error-rate(SER) and power allocation for hybrid cooperative(HC) transmission system are investigated.Closed-form SER expression is derived by using the moment generating function(MGF)-based approach.However,the resultant SER contains an MGF of the harmonic mean of two independent random variables(RVs),which is not tractable in SER analysis.We present a simple MGF expression of the harmonic mean of two independent RVs which avoids the hypergeometric functions used commonly in previous studies.Using the simple MGF,closed-form SER for HC system with M-ary phase shift keying(M-PSK) signals is provided.Further,an approximation as well as an upper bound of the SER is presented.It is shown that the SER approximation is asymptotically tight.Based on the tight SER approximation,the power allocation of the HC system is investigated.It is shown that the optimal power allocation does not depend on the fading parameters of the source-destination(SD) channel and it only depends on the source-relay(SR) and relay-destination(RD) channels.Moreover,the performance gain of the power allocation depends on the ratio of the channel quality between RD and SR.With the increase of this ratio,more performance gain can be acquired.     

用于有虚载波OFDM系统的信道估计算法

提出了一种适用于有虚载波的正交频分复用系统的改进信道估计算法。由于传统的信道估计器无法估计虚载波处的信道传输函数,从而逆离散傅里叶变换导致信道能量泄漏,使得时域滤波方法不能直接应用。为了解决这个问题,利用信道冲激响应的有限性,推导了以最小二乘法(least square, LS)来估计虚载波处的信道传输函数。进一步观察信号子空间和噪声子空间中噪声的相关性,使用最大后验概率准则估计出信号子空间的噪声并消除其带来的估计误差。该算法不仅可在训练模式下应用,也可推广应用于基于判决反馈的跟踪模式。仿真结果表明,改进算法无误符号率平台效应,且其误符号率较传统LS算法有2 dB的信噪比增益。     

Optimal training sequences for MIMO systems under correlated fading

The optimal design of training sequences for channel estimation in multiple-input multiple-output （MIMO） systems under spatially correlated fading is considered. The channel is assumed to be a block-fading model with spatial correlation known at both the transmitter and the receiver. To minimize the channel estimation error, optimal training sequences are designed to exploit full information of the spatial correlation under the criterion of minimum mean square error （MMSE）. It is investigated that the spatial correlation is helpful to decrease the estimation error and the proposed training sequences have good performance via simulations.     

Joint channel estimation and symbol detection for space-time block code

The simplified joint channel estimation and symbol detection based on the EM (expectation-maximization) algorithm for space-time block code (STBC) are proposed. By assuming channel to be invariant within only one STBC word and utilizing the orthogonal structure of STBC, the computational complexity and cost of this algorithm are both very low, so it is very suitable to implementation in real systems.