FSO MIMO垂直空时分层码研究及硬件仿真

在自由空间光通信(FSO)中,多输入多输出(MIMO)可以大大提高频谱利用率。在对FSOMIMO进行分析研究的基础上,提出了垂直分层空时(V-BLAST)结构,建立了该结构的系统模型。分别取不同的MIMO组数,仿真比较了PPM和OOK两种调制方式的系统误码率。运用VHDL语言设计了垂直分层空时结构的编译码,并进行了硬件功能和时序仿真。研究结果表明:在信噪比一定的情况下,PPM调制方式下系统的误码率要低于OOK调制方式下系统的误码率;运用VHDL语言设计的V-BLAST编译码,从硬件功能和时序上验证了FSOMIMO系统的可行性。

垂直空时分层多载波CDMA系统上行链路性能比较研究

根据应用了垂直空时分层(V-BLAST)结构的3种多载波CDMA系统——BLASTMC-CDMA系统、BLAST MC-DS-CDMA系统、BLAST MT-CDMA系统的发射信号、信道模型和接收信号,给出该3种系统的误码率公式。基于对这3种系统的误码率公式分析,比较了在带宽效率相同的条件下这3种BLAST多载波CDMA系统的误码率性能。数值结果表明:在信噪比较高的情况下,BLAST MC-CDMA系统有更好的误码率性能;在低信噪比情况下,BLAST MT-CDMA系统的误码率性能更好;BLAST MC-DS-CDMA系统的误码率性能相对较差。

贝尔实验室垂直分层空时系统中的混合顺序检测算法

为了提高系统频谱效率,提出了一种新的混合顺序检测算法.该算法针对自适应调制的特点,在平均信噪比较低时采用逆序检测,经多次迭代干扰抵消后将无效信道变为有效信道,而在信噪比较高时采用正序检测,经多次迭代检测后将未饱和信道变为饱和信道.混合顺序检测算法在少量增加复杂度的同时,其频谱效率优于单纯的正序或逆序检测算法.仿真结果表明, 在发射天线数与接收天线数均为 4、目标误码率为10-3的贝尔实验室垂直分层空时系统中,当信噪比为 10 dB 时,混合检测的频谱效率比正序检测提高了8%,当信噪比为30 dB时,其频谱效率比逆序检测提高了6%.

垂直分层空时码系统下的信道盲估计

对垂直分层空时码系统进行信道估计时,常需采用训练序列,发射天线个数的增加会使得所需的训练符号个数增加,减少了传输数据的有效时间。本文将信号处理中的子空间方法同分层空时码的编码结构相结合,提出了一种垂直分层空时编码,实现了无需训练序列的信道估计。Monte Carlo仿真结果表明,在相干时间允许的范围内,利用本文算法估计出的信道进行信号检测时,其性能十分接近使用准确信道信息的检测结果。

一种改进的垂直分层空时码检测算法

针对垂直分层空时码系统的最大似然检测算法运算复杂度大的缺点,将排序的QR分解算法和最大似然检测算法结合起来,给出了一种改进的垂直分层空时码检测算法.该算法既减少了最大似然检测算法的搜索次数,降低了计算量,又避免了层间干扰和误码扩散,提高了系统误码性能.最后的仿真验证了所提算法的有效性和实用性.

多载波垂直分层空时系统的移不变性编码及其解码

该文将多载波(MultiCarrier,MC)技术引入垂直型贝尔实验室分层空时(Vertical Bell Labs lAyered Space-Time,V-BLAST)结构,所形成的MC V-BLAST系统能更好地利用宽带移动无线多媒体通信条件下频率选择性所产生的频域分集能力。该文着重研究MC V-BLAST系统在下行频率选择性衰落环境中的解码问题。该文首先为MC V-BLAST系统提出了一种新颖的移不变性编码方法。利用上述移不变性性质,该文进一步为MC V-BLAST系统提出了一种无需了解信道状态信息(Channel State Information,CSI)的解码算法。仿真结果表明了该文新颖移不变性编码方法的有效性和解码算法的性能。

相关瑞利衰落信道垂直分层空时码差错性能分析

研究了接收相关瑞利衰落对垂直分层空时码最大似然接收机比特差错性能的影响.研究发现,最大似然接收机的平方欧氏距离为加权卡方分布随机变量之和.以此为基础推导给出成对差错概率精确及高信噪比近似计算公式,并利用高信噪比近似公式定量分析接收相关性对最大似然接收机分集增益及信噪比损失的影响.研究表明,接收相关性造成分集增益损失等于接收天线数与接收相关矩阵秩之差;接收相关矩阵满秩情况下,信噪比损失由接收相关矩阵的行列式及接收天线数联合确定.计算机数值仿真结果验证了理论分析的正确性.

离散粒子群优化在垂直分层空时系统检测中的应用

为了改善垂直分层空时系统串行干扰抵消算法的性能,提出了一种离散粒子群检测算法(DPSO-DA).该算法将垂直分层空时系统中的最优检测视为组合优化问题,根据最大似然检测公式构造DPSO算法的适应度函数,利用DPSO算法来解决该组合优化问题,从而寻找最优解.针对DPSO-DA有可能出现早熟现象,进一步提出了一种混合离散粒子群检测算法(HDPSO-DA).HDPSO-DA对DPSO-DA的进化方程进行了重新设计,在搜索中以一定变异概率对选中的粒子进行变异,进一步改善了DPSO-DA的性能.理论分析和仿真结果表明,当误码率为10-3时,与基于最小均方误差准则的串行干扰抵消算法相比,DPSO-DA和HDPSO-DA可获得约3dB和5dB的增益,且具有更低的复杂度.

非理想信道估计垂直分层空时码差错性能分析

推导出了高斯信道估计下,垂直分层空时码系统最大似然接收机成对差错概率的精确及高信噪比近似计算公式;并以高信噪比近似计算公式为基础,研究了信道估计误差对垂直分层空时码最大似然接收机分集增益及信噪比的影响。理论分析表明:当信道估计的方差等于信噪比倒数时,信道估计误差不改变垂直分层空时码最大似然接收机所获得的分集增益,而信道估计误差造成信噪比损失为3dB。计算机蒙特卡洛仿真试验验证了理论分析的正确性。

垂直分层空时码系统(V-BLAST)及其检测算法研究

垂直分层空时码(V-BLAST)是贝尔实验室提出的一种多天线(MIMO)结构无线通信系统。近年来,由于该系统具备较高传输容量和频谱利用率,而受到了广泛关注。文章详细介绍了V-BLAST的系统模型、信道容量和常用的接收端检测算法,分析了各种检测算法的特点和性能,并逐一给出了仿真结果。许多学者已将V-BLAST系统的研究推广到了实际应用领域,使之成为未来移动通信的一个重要分支。

垂直分层空时码检测算法性能分析

重点研究垂直分层空时编码技术的几种检测算法,分析最大似然译码算法、QR分解算法以及基于迫零准则和基于最小均方误差准则的两种经典估计算法。为了进一步降低系统误码率,讨论两种经典估计算法与排序逐次干扰消除相结合的方法。MATLAB所得仿真结果表明,将经典检测算法与排序逐次干扰消除相结合,可以提高系统误码率性能。

基于垂直分层空时编码的光纤MIMO系统研究

垂直分层空时编码(V-BLAST)将空间复用和空间分集结合起来,能够提高系统的传输速率,因此,提出一种基于V-BLAST的光纤IMMO系统。光纤IMMO技术主要是利用MIMO技术将多模光纤(MMF)的模式色散加以利用,改善MMF的容量。构建光纤信道模型,在接收端,采用最小均方误差算法进行检测,仿真分析基于V-BLAST的光纤IMMO信道容量变化及误码率性能,结果表明采用V-BLAST的光纤IMMO系统能够带来很好的系统容量和误码率性能。

垂直分层空时码译码算法的分析及仿真

具体介绍了垂直分层空时码的线性与非线形的译码算法,阐述了不排序和排序串行干扰消除译码算法的理论,分析其特点,并对各算法性能和复杂度进行了比较。同时,利用Matlab仿真对各种算法进行分析比较,进而验证所阐述观点的正确性。

垂直分层空时码的几种检测算法比较

垂直分层空时码(V-BLAST)是贝尔实验室提出的一种基于多入多出(MIMO)传输方式的空时码系统,其检测算法是MIMO系统的有效检测方法。首先介绍V-BLAST系统的信号模型,在此基础上应用不同的信号估计准则推导出不同的检测算法,最后通过仿真实验对各种算法的性能和优缺点进行了分析和比较。

垂直分层空时码的迭代检测算法

为解决垂直分层空时码的最优最大似然(ML)检测难以实现,而常用检测算法的性能受到错误传播影响的问题,提出了一种垂直分层空时码的迭代检测(ID)算法.该算法利用多天线接收信号的软信息进行迭代并行消除干扰,有效地降低了错误传播的影响.仿真结果表明,ID算法的收敛速度快,其检测性能比常用的ZF-DFE算法有明显的提高;在低信噪比区域,ID算法的检测性能与ML算法相当.

基于MIMO的垂直分层空时码检测算法

分层空时码(BLAST)是贝尔实验室提出的一种基于多入多出(MIMO)传输方式的空时码系统。本文着重研究了BLAST系统中一类垂直分层空时码的检测算法,依据信号模型,分析推导了基于迫零准则和最小均方误差准则的估计算法,并在此基础上采用了以上算法与判决反馈及最佳排序思想结合的方法,使系统的误码率性能得到了提高。最后通过仿真实验比较了各种算法的性能和特点,结果表明分层空时码用于无线通信具有极大优势。

贝尔实验室垂直分层空时系统的简化最大似然检测算法

针对贝尔实验室垂直分层空时系统最大似然检测复杂度过高的问题,提出一种简化最大似然算法.该算法利用多维高斯分布逼近干扰加噪声的统计特性,并根据发射天线数和调制阶数来调整待检测发射向量的个数,以减小需搜索的待检测信号向量个数,在复杂度不高的情况下就可达到与最优检测相近的误码性能.仿真结果表明,当发射天线数为4、采用16-QAM调制时,该方案可仅用最大似然算法0.0162倍的复杂度达到与其相近的误码率.

一种高效的垂直分层空时码解码算法

针对V-BLAST的检测问题,文中基于MMSE准则,提出了一种新的高效解码算法。相对原始V—BLAST检测算法,文中所提算法不仅计算复杂度明显降低,而且检测性能也有较大改善。仿真实验给出了文中算法与其它解码算法的性能对比,证明了文中算法的良好性能。

基于非线性预编码的多载波分层空时检测方法

针对多载波分层空时方案传统检测存在误层传输效应及复杂度高的问题,提出了一种基于非线性预编码的多载波分层空时检测方法。该方法首先对反馈信道状态信息采用几何均值分解获得各子信道具有相同等效噪声增益的预编码矩阵,再在发射端多载波CDMA子载波信道间进行非线性模代数THP预编码,可以有效地消除传统分层空时检测的误层传输效应,在接收端分别采用迫零与最小均方误差准则,降低了下行接收机的复杂度。对该方法的性能进行分析并仿真,仿真结果表明所提出的方法比传统方法有效改善了系统的误码性能,并在一定程度上降低了接收机的复杂度。

基于分层空时结构的多码CDMA系统中一种新的迭代均衡接收算法的研究

为了提高基于垂直结构的分层空时结构(V-BLAST, vertical bell-laboratories layered space-time)的多码 CDMA 系统的抗干扰能力与系统容量,文章提出了一种将 MMSE 均衡与 Turbo 译码联合运算进行的方法,得到了一种针对该系统的迭代均衡接收算法。该接收算法包含两个连续的软输入软输出模块,首先经过 MMSE 均衡后得到第一个软输出,然后从 Turbo 译码器得到第二个软输出。每一次迭代过程中,从均衡和译码中得到的外赋信息作为第二次迭代的先验信息。仿真结果表明,文章提出的迭代均衡接收算法相比较传统非迭代接收算法,性能有非常可观的改善。