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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

基于GABBA码的分布式空时编码改进方案

放大转发中继网络中,传统的基于广义ABBA(GABBA)码的分布式空时编码方案没有利用传输过程中的信道状态信息(CSI),针对此问题提出了一种基于GABBA码的分布式空时编码改进方案.在该方案中,接收端由CSI得到本次传输的反馈信息1,个中继节点根据此反馈信息对该支路原发送信号进行预处理,从而减小了信道相关性,提高了系统的可靠性.理论分析和仿真结果显示,与已有结果相比,所提方案只需要以1个比特的反馈量为代价,就能使系统的误比特率性能获得显著改善.

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。

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。

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。

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.

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。

相关瑞利信道下差分空时检测协同分集方案

本文提出了一种采用分布式差分空时分组编码和检测的协同分集方案,在不需要信道状态信息(CSI)的情况下可以实现满分集和全速率发射,并推导了相关瑞利信道下该方案误码率(BER)性能上限的解析表达式。传统的差分空时分组编码对整个码块进行差分,而协同分集下的任何一个协同用户进行差分编码时都不知道整个码块的信息。本文所提出的差分BPSK调制方案,通过将两协同用户的信息分别被调制到相互正交的实轴和虚轴上,从而将码块的联合差分转化为各用户独立差分。分析了在协同用户间不同的信道状态信息(CSI)和协同用户到接收用户不同的CSI情况下本文所提出发射方案的性能。仿真结果表明本文所提出的方案获得了明显的分集增益,同时也较好的吻合了理论分析的结果。

支持协作通信的MAC协议研究

协作通信被视为一种可以获取空间分集的有效方法。通过协作,单天线的节点可以共享天线组成一个虚拟的多天线系统,以获得更加可靠的数据传输。然而,通信中更多节点的介入不可避免地使得接入访问更加复杂,因此需要重新进行MAC协议的相关研究。介绍了一种支持协作通信的通用框架,并提出了一套协作MAC协议。该协议不仅可以支持各种不同的协作方式,而且可以支持不同个数的中继节点。仿真结果显示,协作MAC协议能够显著提高网络的性能。

频率选择性衰落信道下基于协作分集的车际通信

将编码协作分集技术应用到车际通信系统中并给出了频率选择性信道条件下的分析模型。结合分布式空时编码和OFDM技术,论文导出了在BPSK调制下目的车辆的最大似然检测算法并推出了与非协作策略相比采用协作方案所获得的分集增益。最后,考虑到各发送天线不在同一地点,给出了在保证平均误比特率最小的前提下对源车辆和中继车辆的功率分配方案。

异步协同系统频选信道下基于线性预处理的DSTC结构设计

在协同中继系统中,应用分布式空时码(Distributed Space Time Coding,DSTC),可以在有效提高系统效率的同时获得全协同分集。但是,各中继节点的异步传输和节点间的多径衰落会破坏空时码字的结构,使之不能获得全分集。本文针对两中继的异步协同系统,提出了一种频率选择性信道下的基于线性预处理的DSTC传输结构。在此传输结构中,源节点对发送数据块进行预处理后发送给中继节点,中继节点对接收信号进行简单的共轭重排等处理,使得在目的节点形成DSTC的结构。其中,为抵抗异步传输和多径衰落引入的符号间干扰(Inter-symbol Interference,ISI),在源节点处和中继节点处均加入循环前缀(Cyclic Prefix,CP)。于是目的节点对接收到的信号进行DFT处理后,可以运用ML算法对数据信息进行检测。理论分析和仿真表明,当存在定时误差和节点间为频率选择性信道时,目的节点运用ML检测算法该传输结构可获得全空间分集和全多径分集。然后,本文考虑了信道各径延迟为整数倍符号周期的情况,并且证明了该传输结构的分集增益只与节点间信道的有效信道长度有关。

AF-DSTC协作通信中基于中断概率的功率分配方法

为了降低协作通信系统中的通信中断概率,研究了放大转发-分布式空时编码(AF-DSTC)协作通信协议,分析了各协作节点间的功率分配问题,并提出了一种在已知信道平均增益时,以降低系统中断概率为目标的功率分配方案.各协作节点根据其收到的源信号功率以及到目标节点的信道平均功率增益,计算其选取决定系数(SDP),其中SDP高于选取门限的协作节点将平均分配发射功率.研究结果表明,该方案计算复杂度低,仅需知道信道的平均增益,较大地降低了通信中断概率,在B3G/4G移动通信系统中具有一定的实用价值.