协作MIMO中分布式空时编码技术的研究

利用单天线终端相互协作,形成虚拟多天线发射阵列,结合接收端基站多天线接收,以此实现协作MIMO系统,同时将MIMO中的空时编码理论应用其中,可以有效利用空间分集增益和编码增益,抵抗多径衰落并提高系统性能。其中,由于分布式空时分组码(D-STBC)能有效地利用空间分集,且编码简单、性能优越,因而重点研究其在协作MIMO中的运用,对其进行了建模,设计了D-STBC接收端检测器结构,指出极大似然(ML)检测的复杂度随协作节点数的增加呈指数增长,并推导了在ML检测下的系统成对差错概率(PEP)性能;同时介绍了基于空间复用的分布式垂直型贝尔实验室分层空时编码(D-VBLAST),它可以有效地提高数据传输速率(吞吐量),且译码算法复杂度可以随着数据速率的增加线性升高,适合于相对较高SNR的协作MIMO传输系统。

多径信道下的异步分布式线性卷积空时编码

分布式空时编码系统中,由于各个中继节点之间的传输不同步会造成分布式空时编码的性能损失。针对这一问题,该文设计了一种异步分布式线性卷积空时编码。通过一种具有特殊结构的生成矩阵的设计,该编码可以在多径信道和中继节点异步传输模型下获得满分集增益。另外,由于该编码的线性特性,因而可以使用迫零(ZF),最小均方误差(MMSE)以及基于最小均方误差的判决反馈(MMSE-DFE)检测器检测。理论分析和仿真结果均表明,该文提出的异步分布式线性卷积空时编码可以在没有同步传输的假设下,采用次最优检测器来获得满分集增益。

宽带高速车载环境中的分布式空时频编码

利用高速车载终端与基站宽带通信时信道的多径时变特性,提出一种分布式空时频编码方法。该方法通过选择车内空闲终端构成虚拟天线阵列进行协同编码,在不降低传输速率的前提下,能够获得信道中潜在的协同分集、时间分集和频率分集增益。理论分析表明:车载速度的提高使时间分集增益得以增强,正确解码中继个数的增加使协同分集增益得以增加。仿真实验验证了理论分析的正确性,结果证实了在较高信噪比下分布式空时频编码较分布式空频编码有更好的误比特性能。最后,给出了两种编码在实际应用中的切换信噪比。

基于分布式空时编码的盲检测战术协同通信网络

协同通信网络通过多终端共享天线提升系统的吞吐量和可靠性。其传输过程中独立成分分析(ICA)可以在系统信道参数未知,且不添加导频的情况下,实现未知数据的盲分离。考虑到战术通信环境特点,提出了一种协同通信网络传输方案。该方案通过ICA算法实现信道的盲分离,避免了复杂的导频信号设计,提高了网络资源利用率。仿真试验证明,其检测性能逼近最优最大似然检测性能。

合作分集无线网络中一种改进的分布式空时编码

将多天线系统中线性空时编码的思想用于合作分集无线网络,提出一种改进的分布式线性空时编码。在通信时采用两段协议,第一阶段信源向所有的合作伙伴发送信息T个符号,在第二阶段各合作伙伴对接收到的经噪声干扰的信号根据瞬时信道状态进行分布式线性处理后发送到接收端。对成对错误概率(PEP)进行分析,给出一种chernoff上界,并与多天线系统进行比较。对于总发送功率P固定的无线网络,最优功率分配方法是信源分配一半的功率,分配给网络中所有合作伙伴一半发送功率。仿真结果表明在高信噪比时,所提出的分布式空时编码方法在各终端均配置单天线的条件下可以达到R根发送天线的多天线系统的分集度。

基于Matlab的分布式空时编码实验平台开发

介绍了使用Matlab模块仿真的方法开发分布式空时编码实验平台。该平台加入了信道状态信息,接收端由信道状态信息得到反馈信息,中继节点据此对原信号进行预处理,从而减小了信道相关性,提高了系统的可靠性。不仅可以完成对接收端由信道状态信息得到反馈信息的仿真,通过对该反馈信息的调用,还可以实现对原信号进行预处理,减小信道相关性,从而提高系统仿真的可靠性。在通信原理教学过程中,将该仿真实验和电路实验系统结合使用,有效地弥补了电路实验系统的不足。

多源分布式协作空时网络编码系统的设计

为改善传统空时编码协作方案中节点功率消耗过高和传输效率较低的问题,在多信源、单中继协作网络中提出一种新的空时网络编码方案。该方案利用中继节点的多天线优势实现接收分集,并在中继节点设计空时网络编码,再按照编码矩阵特点转发信号到目的节点。仿真验证了信源数、中继天线数不同时的系统性能,并分析了传统空时编码协作方案与提出方案的性能差距和传输效率,得出该方案是一种易于实现,性能良好的高效无线数据传输方式的结论。

分布式空时编码的半定松弛非相干检测算法

针对译码转发(DF)协议下分布式空时编码(DSTBC)的多中继协作系统,提出了基于半定松弛(SDR)算法的协作系统非相干检测方案。将协作系统的非相干检测转化为布尔二次方程(BQP)形式,采用SDR算法,把NP难的BQP问题转换为多项式时间复杂度的半定规划问题。进一步结合SDR算法的特点,提出了一种中继加入信道信息估计的协作方案。与相干检测相比,SDR非相干检测虽然存在一定的性能损失,但目的节点无需任何信道信息,降低了系统的复杂度;提出的协作方案进一步降低了中继节点对源到中继间信道信息的要求。另外,比较了不同接收天线数目对系统检测性能的影响。

机会分布式空时编码研究

协作分集技术能够在慢衰落无线环境中提供显著的性能增益。在现有的各种协作分集协议中,分布式空时编码是最有代表性的协作协议。但是由于其复杂性较高,实用性的分布式空时编码的研究仍然面临着很大的挑战。提出了一种新颖的基于机会的分布式空时编码协议,不仅复杂度低,而且可以获取和分布式空时编码协议接近的性能。还针对如何根据中继节点的空间分布进行协作协议选择的问题进行了分析。

一种1×2×4分布式空时编码异步协作方案

协作分集技术可以有效提高移动通信系统的容量和可靠性。针对时间异步的协作通信系统,提出一种基于分布式Alamouti STBC的1×2×4异步协作方案。对这种方案进行理论分析和算法推导,并且重新定义了中继节点归一化后的发射信号幅度。仿真结果表明,该方案的误比特率性能具有明显优势,能在时间异步的协作通信系统中很好地发挥多天线接收性能。

基于分布式空时编码的异构协作通信系统介绍及DMT分析

协作通信可以在衰落无线环境中提供显著的性能增益。大多数研究协作通信的文献都假设每个节点只有一根天线或几根同样类型的天线。目前,具备异构通信接口的移动终端变得越来越普遍,所以有必要在蜂窝网络中深入地进行协作通信的相关研究。介绍了一种适用于异构协作系统的VAA-DSTC模式,并证明了其不仅可以获取满分集增益,而且移动终端异构通信接口间的数据率差异可以带来额外的复用增益。然后,重点分析了VAA-DSTC模式的分集复用折中(DMT)性能,并与其它类型的协作模式进行了比较。

LTE系统中的分布式空时中继技术

中继技术作为LTE-Advanced系统的关键候选技术可为小区带来更大的覆盖范围和系统容量。分布式空时中继技术不仅可以充分利用中继技术带来的空间分集,又可以引入部分编码增益,是中继技术中最直接的应用技术。比较目前提出的分布式空时中继方案,得出基于解调-转发方式的空时中继编码方案最适合LTE-Advanced系统的方案。同时,针对解调-转发方式中存在的错误传递问题,提出基于门限的选择性空时中继方案,该方案以很小的系统复杂度换取了优异的性能增益。

分布式MIMO系统的迭代空时检测算法

针对未来无线通信系统中广义分布式天线阵的架构,提出了一种适用于分布式多输入多输出(MIMO)系统的LST-STBC空时编码方案.该方案通过具有差错控制编码的分层空时(LST)结构与基于正交设计的分组空时码(STBC)的有效结合,同时获得了分集和复用增益.针对提出的空时编码结构,接收端采用基于软干扰抵消和最小均方误差(MMSE)的迭代检测算法,通过检测和译码软信息的迭代,有效降低了系统的误码率.仿真结果表明,文中提出的基于接收端迭代检测的空时编码方案能有效提高分布式MIMO系统的传输速率和传输质量.

分布式CoMP系统中联合预处理方法研究

在分布式多点协同传输系统中,为进一步提升小区边缘用户接收性能和提高频谱利用率,提出一种联合预处理方法。该方法采用预编码和空时编码相结合的联合编码模型。在分布式天线系统的各远端天线单元(RAU)根据信道状态好坏,形成针对用户传输的协作集合。协作集合中各RAU采用相应的预编码规则对同一用户数据进行预处理,并通过空时分组码的方式发送数据。协同的各RAU进行联合传输,用户端使用最大比合并的方式接收。仿真实验结果表明,该方法能有效地改善系统误码率性能,提高边缘用户接收可靠性。

一种基于空时码的协作网络编码技术及其性能分析

该文提出了一种基于空时码的协作网络编码技术(Cooperative Network Coding based on Space-Time code,ST-CNC),该技术将协作分集技术和网络编码技术有机结合,能够克服无线信道衰落,提高系统资源利用率和网络吞吐。推导了采用ST-CNC的两跳链状网络中端到端信息交换的误比特率,分析了该技术带来的分集增益和网络编码增益。结果表明:相对于传统的多跳链路的数据交互策略,该技术能够带来明显的性能增益。最后通过仿真验证了分析结果的正确性。

基于分布式混合CSIT的MIMO X网络自由度分析

在M×N用户MIMO X网络中,发射端信道状态信息(CSIT)类型会影响系统总自由度(sum-Do F).为逼近系统总自由度外界,设计MIMO X网络对称天线配置下的多阶段分布式空时干扰对齐(DSTIA)方案;推导具有分布式特性的基于混合CSIT—过期(outdated)和当前(current)CSIT的预编码矩阵闭式解;分析CSI反馈时延、网络节点数和配置天线数对MIMO X网络总自由度的影响.理论和数值分析表明,在分布式混合CSIT条件下,DSTIA方案能充分消除用户间干扰,获得更高的自由度,缩小可达界与外界的差距,提高系统可达速率.

卫星通信中基于扩频技术的异步差分空时协同编码研究

卫星通信系统中,经过不同信道的中继信号强度存在显著差异,存在同步误差且时延差动态变化,严重影响了误码性能.传统方案一般通过引入差分编码解决卫星通信接收端的动态信道估计问题.本文通过扩频系统中的正交码区分来自不同中继卫星的信号,借助扩频码表提取各路信号后进行空时解码.从仿真结果可知,差分空时编码与扩频技术相结合能获得更好的误码率性能,很好地解决了随机时延差问题,使接收端无须对信道参数进行估计,从而大幅降低其复杂度.

空时编码研究进展综述

空时编码是近年来发展很快的无线通信新技术,MIMO与空时编码结合的技术具有通信容量高,克服多径效应好等特点,在无线通信领域获得广泛应用。综述空时编码研究已取得的重要研究成果及其应用现状,介绍了集中式和分布式MIMO模型,分析比较了典型空时码的结构特点、主要特性和应用场合,指出其有待进一步研究解决的问题,分析了空时编码研究的发展方向。

宽带无线接入网中的空时编码技术

空时编码技术能提高系统吞吐量,改善非对称应用环境中下行链路的传输问题,还可以结合干扰抑制技术,进一步提高系统容量。文章介绍了用于EDGE蜂窝通信系统和宽带无线接入网的空时编码(STC)技术,重点讨论了物理层信道估值、联合均衡与编码以及干扰抑制等信号处理技术。

异步卫星协同通信系统中的双采样差分空时编码方案

针对双卫星中继协作通信系统中存在非符号周期整数倍的时延差问题,提出了一种双采样的差分空时正交频分复用(D-OFDM2)方案。所提方案在卫星信道条件未知的情况下,基于具有时延容忍的D-OFDM编码,在接收端构造了一种双采样方法。该方法在以符号速率采样的同时,对当前主瓣大于相邻旁瓣的区间内增加一次采样,并将两次采样结果等增益合并。仿真结果表明,在系统时延差为非符号周期整数倍的情况下,该方法较单采样方法能获得更高的接收信噪比,同时改善了系统误码性能。