基于排序码本的水声自适应OFDM通信中信道状态信息反馈研究

水声(UWA)信道时延扩展大等特点导致信道频响(CFR)快衰落,水声通信(UWAC)技术发展受到挑战。发射端获取有效可靠的信道状态信息(CSI)是自适应通信的前提,针对水声自适应正交频分复用(OFDM)通信的需求,该文提出基于排序码本的信道状态信息分组排序拟合反馈算法(CSI-GSFF),包括分组、排序、数据拟合3个步骤。该算法首先将相邻导频子载波分组,以组为反馈单元;然后对各组内的导频子载波按照信道增益值进行排序,以减轻水声信道频响快衰落造成的反馈开销大等不利影响;最后进行多项式拟合,排序操作有效地降低了拟合阶数。通过实测海试时变信道数据仿真,结果表明,该文提出的信道状态信息反馈算法能够基本达到完美信道状态信息情形下的水声自适应OFDM通信系统误码率性能,同时可以有效地减少反馈开销。

基于有限状态联合信源信道算术码的图像编解码算法

针对噪声信道的图像传输问题,提出了一个基于有限状态联合信源信道算术码的图像编码算法和对应的联合迭代解码算法.该编码算法可根据信源和信道自适应选择近似概率模型、整数编码区间上限值、跟随比特上限值、禁用符号概率大小以及禁用符号位置.该联合迭代解码算法的外解码器使用算术解码器,检测内码产生的估计序列错误和向内解码器反馈错误位置的信息;内解码器负责对信道输出序列进行估计.实验表明,提出的编解码具有很好的传输性能和较低的复杂度.

基于信道有限状态信息实现延迟受限的无线多跳网的传输调度研究

为了进一步提高无线多跳网络的可靠性,在相关衰落信道下,提出了延迟受限的无线多跳网中相互关联的衰落链路数据传输调度。首先通过闭环的端到端可靠性,引出可以用增量算法解决的最优调度。其次由数值分析证实关联衰落链路的有限信道状态,以提升端到端的传输可靠性,同时给出相关系数的影响,如多谱勒频移、时隙长度和信道状态数等。最终得出结论,即当传输延迟要求不严时,所提方案提升性能更加明显。

一种基于有限状态机的新型水声网络多址接入协议的实现

本文首先提出了一种新型的水声通信网络的多址接入(UAMA)协议。该协议针对水声信道传播时延长的特点,利用扩频码进行多信道预约;通过适当的控制方法,采用与传统的握手协议不同的机制,当发送方发送request_to_send(RTS)后,在选择的业务信道上立刻传输数据,而不必等收到clear_to_send(CTS)后再传输数据,在时间和空间上大大地提高了信道的利用率,因此极大地提高了网络的吞吐量。通过使用OPNET Modeler/Radio仿真器对UAMA协议进行了基于有限状态机(FSM)的建模和设计。仿真结果表明该协议能在水声环境下取得优良的吞吐性能和较低的分组传输时延。

有限CSI反馈MIMO系统下的快速码字搜索

针对传统多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统下信道反馈开销大、发送端的最优预编码设计难以实现的问题,研究有限信道状态信息(Channel State Information,CSI)反馈下的联合预编码设计与码字搜索技术,提出一种基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)码本的快速码字搜索算法。该算法利用MIMO信道天然具有的信道硬化特性,将理论性能最优但是计算复杂度极高的遍历式码字搜索算法转化为求解多个简单优化问题的快速码字搜索算法。仿真结果显示,该算法能够在性能损失较小的情况下大幅度降低码字搜索的计算复杂度。

OFDM频域子信道FSMM

分析了正交频分复用技术(OFDM)频域信道统计特性,说明了Nakagami-m分布能更好地描述衰落信道;针对高速移动及OFDM信号传输的特点,采用状态持续时间相等法建立了OFDM频域信道有限状态马尔可夫模型(FSMM),分别给出了计算持续时间、状态门限及状态数、转移概率、状态差错率的一般方法以及m=0.5\1\2典型值的闭式解,该模型能为自适应模型控制(AMC)、混合自动重传请求(HARQ)、动态资源分配等技术提供良好的基础.理论计算结果与仿真符合较好,验证了模型的准确性.

基于OSTBC的有限反馈预编码设计

D.J.Love等在文献[7]中提出了基于正交空时码的有限反馈多天线系统,并且设计了至今保持最优性能的码本。这一系统已经被IEEE国际标准所采用。针对这一系统,本文基于文献[16]中的预编码设计准则,提出了新的预编码设计方案。相对于Love等在[7]中提出的码本,本文提出的新的码本在性能上有了提高。并且本文新的码本还具有快速选码方案,在其性能损失较小的情况下,有效降低了选码复杂度。

衰落信道数据包传输跨层优化模型改进

在单输入单输出无线数据包传输系统中,普遍采用马尔可夫决策过程(MDP)模型求解最优发送速率控制策略以减小传输丢包率,但在现有模型中,忽略了队列溢出丢包的影响,造成模型求解的结果与实际相比误差较大。为此,提出一种改进的跨层优化MDP模型。在一步转移报酬函数中引入队列溢出丢包的计算因子,基于改进模型求解得到新的最优发送速率控制策略。仿真结果表明,与原来的MDP模型相比,该模型更准确,其偏离仿真值的平均误差由12%降低为3%,能获得较好的最优化目标值。

一种多用户MIMO系统中有限反馈预编码算法及性能分析

多用户多输入多输出(MIMO)系统中,用户可以通过反馈的方式把信道状态信息(CSI)传递给基站,基站利用该CSI进行预编码或者用户调度,可以有效地提取复用增益。但是传统的反馈方式,反馈量太大,占用过多上行资源。针对收发都是多天线条件的多用户MIMO系统,提出一种基于Grassmannian码本的有限反馈预编码方法,通过对用户信道矩阵进行量化,每个用户仅仅需要反馈一个序号而不是信道矩阵,从而大大减少了反馈量。通过对系统误码率(BER)和吞吐率的仿真,表明了该方法能保证系统性能。同时,由于信道估计存在误差,量化过程存在误差,所以,分析了信道矩阵误差对于新方法性能的影响,得到了系统吞吐率同信道矩阵误差的方差,以及基站发射功率三者的关系,并通过仿真进行验证,从而为评估信道估计和量化过程的优劣提供了理论依据。

一种基于多重码本的有限反馈预编码算法

针对LTE-FDD模式的单码本有限反馈预编码存在CSI反馈精度不够的问题,提出一种具有三重码本结构的有限反馈预编码算法。该算法在原码本的基础上添加了增强码本和修正码本,通过增强码本来对抗信道条件数过高的不利情形,并通过修正码本来降低量化误差。仿真结果表明,该算法相对于单码本的有限反馈预编码算法,反馈开销仅增加了1比特,误码性能却能提升约2d B,信道容量能提升约1.2bps/Hz。因此所提出的基于三重码本的有限反馈预编码算法,能以增加少量反馈开销为代价,换来预编码性能的显著提高。实际应用时,可采用离线码本设计,算法复杂度不会有明显增加。

高铁山地场景下的车地无线信道建模

高铁列车经过山地场景时由于散射体分布不均匀使得无线信号呈现明显的衰落特性。针对这一现象,提出一种在高速运行状态下列车与基站之间的车地无线信道建模方法。在列车相对基站的不同位置区间内,采用马尔科夫链模拟平均接收信噪比的状态变化,根据高铁山地场景中的路径损耗模型计算得到平均接收信噪比阈值、量化值及信道状态转移矩阵,从而建立有限状态马尔科夫链(FSMC)信道模型。仿真结果表明,与通过均匀与非均匀划分列车位置范围建立的信道模型相比,FSMC模型均方误差最小,可有效评估列车与基站之间的通信质量。

OFDMA系统中1-bit有限反馈的改进算法

在下行正交频分复用多址接入(OFDMA)系统中,最优地把子信道分配给各个用户,需要反馈大量的信道状态信息(CSI)。当1-bit量化反馈法应用于多载波系统时,二进制反馈序列的长度等于子载波总个数,反馈序列具有较大冗余度。为了降低反馈序列长度,可对原反馈序列进行信源编码。文中提出了一种OFDMA系统中基于1-bit法的改进算法,用户仅反馈部分子信道的CSI。计算和仿真结果表明,当被反馈的子信道个数约等于用户的信道增益超过门限的子信道个数的期望值时,改进算法的二进制反馈序列长度值降为原反馈系列的信息量值,且由此带来的吞吐量损失很少。

CPM在Rayleigh衰落信道下的容量分析

文中首先对CPM的基础概念和系统模型进行了简要介绍,然后根据现有的AWGN信道下的容量计算方法推导出Rayleigh衰落信道下CPM的容量计算方法。通过假设输入独立均匀分布,并采用Monte Carlo方法对提出的算法进行了仿真计算,最后给出了Rayleigh衰落信道下CPM容量的分析结果。

三维射线跟踪和有限状态马尔可夫链的非空室内可见光信道表征参数

采用三维射线追踪对非空旷室内可见光传输环境中的信道冲击响应和光源位于天花板不同位置时的均方根(RMS)时延扩展进行估算。在此基础上采用有限状态马尔可夫链对室内可见光衰落信道进行建模,得到非空室内可见光信道冲击响应的分布。研究结果表明,随机分布反射物对非视距(NLOS)传输环境的信道冲击响应的影响相比视距(LOS)传输环境要大,光源位于天花板角落时均方根时延扩展比其他位置要大,多径效应也更为明显。

MIMO系统预编码技术及其发展现状

预编码技术是多入多出(M IMO)系统的关键技术之一。在获得发射端信道状态信息(CSIT)的条件下,预编码器对信号进行一定的处理,以简化接收端设计或提高系统性能。文章介绍了预编码器设计的起源、原理及当前的各类预编码器设计方案,指出了预编码技术尚待研究的问题。

一种基于模拟退火算法的LEO卫星网络路由策略

提出了LEO网络的关键问题:链路分配和路由选择.引入有限状态自动机模型和模拟退火算法来对该问题进行求解.同时提出了信道预留策略,进一步减小了呼叫阻塞的概率,提高了系统整体性能.

多基站分布式协作中有效反馈机制与误差分析

在分析一种多基站分布式协作下行传输系统结构及其信号传输特性基础上,研究了多基站分布式下行协作中利用信道时间相关性的低速率有效反馈机制,并给出了基于量化码本空间码字索引重排获得一新码本的构造与实现算法。此外,还讨论了反馈误差对系统性能的影响。通过性能分析可知,相对于多基站集中调度协作系统而言,基于有效反馈机制的多基站分布式协作模式所引起的系统性能损失在低误比特率时并不明显,且可通过适当的码本优化设计以及反馈误差保护措施进一步减小反馈误差对系统性能的影响。

混合策略的维吾尔语名词词干提取系统

通过对维吾尔语名词形态结构进行研究,构造了名词有限状态自动机(FSM);针对自动机的缺陷使用最大熵模型给有限状态自动机加入了歧义词缀识别能力,根据维吾尔语的元音和谐特点,建立了基于规则和信道噪声模型的元音和谐处理方法。有机地结合以上三种方法构造出了基于规则和统计的名词词干提取方法。为了有效利用现有的资源,提高系统的性能,把基于词典的词干提取方法与规则和统计结合的名词词干提取方法相结合,从而开发出多种策略相结合的维吾尔语名词词干提取系统。该系统具有较强的鲁棒性,准确率保持95%以上。

人工噪声辅助安全传输中的反馈比特数研究

本文主要研究了人工噪声辅助的多输入单输出(Multiple-input Single-output,MISO)物理层安全传输系统中的最小反馈比特数问题。论文对信道方向信息采用基于随机矢量量化(Random Vector Quantization,RVQ)的码本反馈方法,首先定量分析了RVQ量化导致的系统保密速率损失,充分考虑不同发送信噪比条件与量化误差的特点,推导出了所需最小反馈比特数的闭合表达式。分析表明为保持恒定的遍历保密容量损失,反馈比特数应随对数信噪比及(Nt-1)线性变化(Nt为发送天线数)。理论分析和仿真结果表明,依据本文得到的闭合表达式调整反馈比特数,可以满足系统的安全性能要求。现有研究没有考虑信噪比较低的情况,而本文的结论适用于各种信噪比情况,对于人工噪声辅助的物理层安全传输策略实用化具有指导意义。

基于部分随机波束选择的机会式空分多址技术

为解决机会式空分多址系统在稀疏用户网络中容量低的问题,提出了基于部分随机波束选择的机会式空分多址技术。所提方案考虑无线信道的时间相干性,充分利用前一次波束训练期间基站获得的反馈信道信息,新的训练波束组参照上一组训练波束部分随机地产生。新方法推广了机会式空分多址的系统模型。仿真表明,该方法显著提高了稀疏用户网络中机会式空分多址的系统容量,且不增加反馈开销。