WCDMA系统发射分集技术研究

发射分集技术是提高WCDMA通信系统中的下行链路容量和抗多径衰落干扰能力的有效技术,它利用发射天线空间分隔以获得相互独立的衰落信号的发射和接收,改善系统性能。本文介绍了WCD-MA系统中的开环和闭环两类发射分集技术,并对它们进行了分析和比较。     

几种新型的多选择性天线分集

基于发射端和接收端都具有完整的信道状态信息假设 ,提出了 3种新型的用于多发送天线多接收天线的天线分集技术 :多选择分集、多选择反相分集和扩展的多选择反相分集技术 ,并对其进行了性能仿真。这 3种方案较之传统的选择性分集只需增加非常小的硬件复杂度 ,就能显著提高信噪比性能 ,达到降低功耗 ,提高系统性能的目的     

X型极化分集系统中的互耦分析

建立了X型极化分集系统的互耦分析模型,综合考虑了天线与电路两部分互耦对系统性能的影响．给出极化分集系统信号的相关系数表达式,能够更全面地分析互耦对X型极化分集系统中信号相关系数、信道平均接收功率比和系统极化分集增益的影响．分析表明系统耦合虽然会提高信号的相关性,但同时也可以降低信道平均接收功率比,从而提高系统的极化分集增益．指出交叉极化鉴别度对系统相关系数和信道平均接收功率比影响显著,而且交叉极化鉴别度越大,系统极化分集增益越小．     

带有预编码的空时分组码设计

提出一种带有预编码的空时分组码设计方法,通过旋转信号星座图对原始L维信号向量a进行变换,并将得到的信号两两一组构成L/2个2×2信号矩阵,由两根天线依次发送出去,采用该方法可使空时分组码同时获得时间分集和空间分集.当接收端有m根接收天线时,预编码分组空时码在准静态衰落信道下获得的分集增益为Lm,是传统两天线分组空时编码系统的L/2倍.与网格空时码相比,预编码STBC在不损失性能的同时具有更低的编译码复杂度.     

时变平衰落信道下结合Doppler分集的MIMO系统性能分析

本文提出一种联合考虑空间分集与Doppler分集方法来提高时变多径衰落信道下高速移动通信系统的性能。给出了联合空间分集与Doppler分集的多天线发送多天线接收(MIMO)系统模型,推导出了时变衰落信道下系统所能获得的最大分集阶为ML(Q+1),并提出了实现该分集增益的编码方法。研究了系统的中断性能,并通过仿真验证了2种分集技术的结合可以带来系统性能的提高。     

(研究生论坛)采用机会调度和传输天线子集选择相结合的STBC-MIMO系统的性能分析

本文主要提出了一种结合机会调度(OS)和发射天线子集选择(Tx-AnSS)的STBC-MIMO系统并对它进行了性能分析,其中用户和天线子集是根据从接收端反馈的信道状态信息(CSI)而自适应选择的。首先推导得到了平均有效信噪比、符号误码率以及中断概率的解析表达和近似表达式,分析结果表明在结合多用户分集(MUD)和发射天线子集选择的STBC-MIMO系统相对于没有多用户分集和发射天线子集选择的系统提供了更大的分集合更好的性能。 此外,通过渐近分析得到了基于中断概率的分集增益的量化表达式。最后,通过相应的仿真结果很好的验证了分析结果。     

频率选择性衰落信道下的MIMO-OFDM系统性能研究

主要讨论了在频率选择性衰落信道下基于子载波的MIMO-OFDM系统如何获得发射分集增益和接收分集增益,从而改善系统的整体性能。通过仿真,基于发射分集技术和接收分集技术能够明显地提高MIMO-OFDM系统的性能。     

高速短波OFDM系统空间分集接收性能仿真分析

为了解决现有窄带短波通信系统存在的速率低、误码率高等问题,基于正交频分复用技术和空间分集接收技术,提出了一种可用性高的窄带短波高速数字系统.该系统在发射端采用多进制正交振幅调制和信道编码交织,在接收端采用信道估计和分集接收技术,从而有效降低了系统误码率.仿真结果表明,当短波系统传输速率为9.6 kb/s时,在采用多天线分集接收技术之后,与国外同类典型研究结果相比,多天线分集技术有3~6d B的增益,这说明多天线分集技术提升了短波系统的性能,使得系统达到了可用性要求.     

多用户MIMO-OFDM系统的子信道可变速率算法

联合考虑随机波束成形和自适应调制建立了MIMO-OFDM系统的自适应多用户分集系统模型,提出了随机波束成形QR接收机的子信道可变速率算法,推导了在最小化系统误码率情况下系统的误码性能。仿真结果表明,该算法在用户数很小时使系统性能收敛到特征波束成形系统的性能;当用户数增多时,采用天线分配算法的多用户分集系统能获得比特征波束成形系统更好的性能;将自适应编码调制技术运用到多用户分集系统,从而提高系统的实际吞吐量和误码性能。     

Nakagami衰落信道上编码MIMO WCDMA系统性能分析

研究了多址干扰下,MIMO WCDMA系统发射端采用空时分组码和卷积码、接收端采用最大比合并天线分集和软判决译码方案的误码性能。使用Q(x)的另一种数学表达式和信干噪比的矩生成函数,推导了Nakagami-m衰落信道上存在多址干扰以及发射端发射不等功率下,卷积编码系统的成对差错概率和误码性能联合限。讨论了在各种编码方案下空间路径分集接收机的误码性能。数值计算结果表明组合空间分集和卷积编码能显著改善MIMO WCDMA系统的误码性能。分析结果适用于MIMO WCDMA系统的上下行链路。     

OFDM系统中空时分组编码技术

采用预编码技术,提出了一种在频率选择性衰落信道中使用空时分组码的实现方案:预编码STBC-OFDM系统,并进一步分析了其最小距离球界的符号差错性能。研究结果表明,在频率选择性衰落信道中,这种预编码系统极大限度地利用了系统中所有可用的分集资源,而复杂度变化不大,可获得的最大分集好处为:发送天线数与接收天线数以及可分离的多条路径数目的乘积。     

发送分集无线通信系统中的差分检测方案研究

研究发射机和接收机均无信道状态信息的发送分集差分检测方案，并对其进行计算机模拟，模拟结果表明该差分检测方案较采用相干检测的发送分集方案在大信噪比时性能恶化约3dB。     

接收分集OFDM系统的信道估计研究

研究了天线分集OFDM系统的高速无线数据传输特点,通过计算信道冲击响应与参考信号的相关函数,提出了一种增强型的信道估计方法。理论分析与计算机仿真表明,该方法能够有效地降低加性噪声对信道估计的影响,提高信道估计精度。在采用QPSK调制的一发四收的接收分集OFDM系统中,该增强型的信道估计方法的性能明显好于最小二乘信道估计和基于DFT的信道估计。     

频率选择性衰落信道中的发射分集设计

为了获得多天线分集以对抗衰落,提出了一种适用于频率选择性衰落信道的发射分集方案．该方案利用零相关窗互补码的理想相关特性分离多径,最终同时得到全部的空间分集增益和频率分集增益．仿真结果表明,与频率选择性衰落信道下的空时编码方案相比,该方案发射接收装置的结构更简单,设计更灵活．     

Robust MSE precoder for imperfectly known MIMO wireless correlated channel

Aimed at that only one form of channel statistic information is utilized in traditional robust precoder schemes: either the channel mean or the transmit antenna correlation in multiple-input multiple-output (MIMO) wireless system, this paper proposes robust precoder designs which exploit both of statistic information to minimize the equalization mean-square error (MSE) with power constraint. Two different power constraints are studied. Besides the usual sum power constraint over all antennas, the per-antenna power constraint is imposed at transmitter in this paper. Since each antenna has its own amplifier, individual power constraint on each antenna is more realistic. Especially in MIMO-OFDM systems, the Peak-to-Average Ratio (PAR) is one of main practical problems. Simulations show that the proposed schemes have better performance than traditional normalized zero forcing schemes for imperfectly known correlated channel. Moreover, per-antenna power constraint can efficiently decrease the demand of dynamic range of power amplifier on each transmit antenna, especially in MIMO-OFDM systems.     

一种基于天线阵列冗余的跳空物理层安全方法

当窃听者天线数不少于发送者时,基于信道零空间人工噪声的物理层安全方法将失效。针对这一问题,提出了一种基于天线阵列冗余的跳空物理层安全方法。该方法将人工噪声和跳空相结合,每次发射信号时发送者通过跳空图样快速切换信道,同时在相应信道的零空间内加人工噪声,接收者根据跳空图样选择相应信道接收解调,而窃听者接收信号与人工噪声叠加在一起无法解调。仿真结果表明,当接收端使用不少于两根天线接收时,采用文章方法可使窃听者的误比特率接近0.5,而合法接收者不受影响。     

MIMO-OFDM系统在选择性衰落信道下的容量分析

构造了MIMO-OFDM系统在频率和时间选择性衰落信道下的系统模型,分析了信道容量和选择性衰落分集的关系,得到了系统的中断概率和中断容量只和频率选择性分集数与时间选择性分集数的乘积有关.提出了一种等效的分析方法,得出了各态历经容量的一个紧密下界,随着发送天线数的增加,该下界会愈加紧密.通过Monte Carlo仿真,给出了在双重选择性衰落信道下系统的中断概率和中断容量的仿真结果.     

空时分组编码信道与多天线系统信道容量比较

在研究瑞利衰落条件下正交空时分组编码信道容量的基础上,将其与多发送多接收天线系统的信道容量进行了比较。比较结果表明,正交空时分组码虽然编码简单,易于实现,但在信容量方面存在较大的损失,损失的程度与编码码率、信道矩阵的秩及收发天线数等因素有关。进一步研究表明只有当编码码率和信道矩阵的秩都为1时,才没有信道容量的损失。     

Turbo空时分组码系统信道编译码方法

为抵抗无线通信信道的选择性衰落以及提高系统的通信质量，提出了一种多发射天线多接收天线系统的信道编译码方法.Turbo 空时分组码系统的译码算法综合了2种码字的译码算法.采用多发射天线的系统结合空时分组码（STBC）码字矩阵和无线通信信道特性，推导了Turbo码译码过程所需的对数似然比（LLR）；采用多接收天线的系统将各天线计算所得的对数似然比最大比合并（MRC）再进行迭代译码.仿真结果表明，Turbo空时分组码系统能够综合Turbo码的编码增益和空时分组码的分集增益，编译码复杂度不高，性能优异；在同等条件下，此译码算法所需信噪比优于基于最小欧式距离的译码算法近0.5 dB.