一种基于酉矩阵变换的低峰均比正交时频空安全传输方法

为了降低正交时频空(OTFS)系统峰均比(PAPR)并且提升系统安全性,该文设计了一种基于酉矩阵变换的低峰均功率比OTFS安全传输方法。在该方法中,通过无线信道的时延多普勒(DD)域产生初始密钥,并将其作为混沌系统初始值进一步产生混沌序列。利用混沌序列进行酉矩阵设计,使得经过酉矩阵变换后的符号完全被混淆,具有类噪声的随机特性。此外通过索引控制酉矩阵选择,发射端将不同酉矩阵变换得到的OTFS时域信号进行排序并选择PAPR最低的信号进行发送。合法接收方获得索引值后可以正确解密和解调,而窃听者即使获得索引值信息,由于其没有相应的加密酉矩阵,为此无法正确解密。理论分析和仿真结果表明,所提方法在保证系统可靠性的前提下有效降低OTFS系统的PAPR。此外经过酉矩阵变换后的星座图呈现球状混乱,这使得调制方式和信息得以隐蔽,增大了窃听者的解密难度,系统的安全性得到保证。

基于预编码的全码率准正交空时分组码

针对传统八天线全码率准正交空时分组码解码复杂度高的问题,该文提出了两种基于预编码的传输方案。利用四天线正交码扩展得到新的八天线准正交码,结合两个反馈相位信息构成的预编码矩阵,使信道矩阵正交化,消除码间串扰,实现码元独立最大似然解码。发送端采用交织技术,进一步提高了性能,实现了双码元联合最大似然解码。和获得满分集增益的星座图旋转方案不同,预编码方案最大程度上减少了码间串扰,提高准正交码的性能。仿真结果表明,基于预编码的两种准正交码性能好于星座旋转准正交码,而且降低了解码复杂度。

基于空时块编码和正交脉冲的MIMO系统性能研究

为了有效利用脉冲无线电(IR)的短距离、高数据速率以及多输入多输出(MIMO)通信系统的更大容量,提出了一种基于空时块编码(STBC)和正交脉冲的MIMO超宽带(UWB)通信系统。具体实现是通过对标准单输入单输出(SISO)脉冲无线电系统的直接序列超宽带作为多址(MA)技术的IR-MA信号模型以及信道模型、收发器结构和检测方法的分析,提出了一种把空时块编码和正交脉冲相结合的新方法,并采用FS-rake相干接收(CR)和非相干接收(NCR)技术及IEEE UWB信道模型对其获得的空间分集和编码性能进行了研究,从而得到可以相对较好地描述高信噪比时的性能变化趋势的理论上限值。仿真结果表明,这种STBC-IR方案相比于传统的单链路-脉冲无线电(SL-IR)方案,可获得更好的空间分集和编码增益,可用于增加传输距离和减少rake接收机的复杂性,而且在UWB通信中,STBC-IR方案还能很好地消除定时抖动的影响。

基于准正交空时码的最优线性预编码矩阵设计

为了充分利用信道信息改善应用准正交空时分组码的MIMO系统的性能,该文提出了将预编码矩阵和准正交空时分组码相结合的发射机制。信息在经过准正交空时分组码编码后,要经过线性预编码矩阵进行处理,才可以从发射天线发送。文中的预编码矩阵设计利用了MIMO信道的非零均值矩阵和相关矩阵,并采用成对差错概率作为其最优设计准则。仿真结果表明,相对于未经过预编码矩阵的系统,新系统的误码率性能有明显改善。

带有预编码的准正交分组空频时发射技术

基于线性星座图预编码提出了一种可以使准正交分组空频时编码获得满频率分集增益的多天线发射方案.该方案将线性星座图预编码和准正交分组空频时编码级联,从而使基于准正交设计的空频时编码获得满频率和空间分集增益.给出了成对错误概率的理论分析和误码率的仿真结果,可以看出,这种方法与传统方法相比至少有大约1 dB的增益.

一种复正交空时分组编码矩阵的设计方法

为了获得高码率低时延的多天线复正交空时分组编码矩阵,该文提出了一种未对信号进行线性处理的复正交空时分组编码矩阵的迭代式设计方法。利用该矩阵良好的正交性发射的信号,在接受端可以通过简单的最大似然解码算法来准确还原。借助计算机的帮助,得到该方法设计的多天线复正交空时分组编码矩阵的数据,与其他设计方法得到的复正交空时分组编码矩阵的数据进行了比较,结果显示该矩阵在最大码率和最小解码时延上封闭。

基于正交空时编码的盲信道估计

本文从MIMO OSTBC-OFDM系统的频域出发,利用编码的正交特性建立数学模型,采用归一化问题的最小值求解思想,提出了一种基于二阶统计特性的子空间信道盲估计算法,减少了数据的运算量.为了消除求解过程中出现的多个模糊度,本文采用预编码技术,提高了信道估计的精度.仿真实验证明,该估计算法收敛性好,对发送信号无特殊要求,不增加传输带宽.

基于独立分量分析的正交空时分组编码盲检测方案

通过在不同天线发射的信号之间引入时域和空域信息,正交空时分组编码(OSTBC)可以获得发射分集增益,而且可以在不牺牲带宽的情况下获得更高的编码增益。但是其译码却需要精确的信道状态信息(CSI),因此,信道信息估计的准确性严重影响系统的性能。基于独立分量分析(ICA)的盲源分离(BSS)技术可以在不进行信道估计的情况下对发射信号实现有效检测。通过利用OSTBC的正交特性,提出了2种基于ICA的盲检测方案,同时,一些基于信道估计的检测算法也被用来进行性能比较。瑞利衰落信道下的仿真结果表明,2种新方案均具有较好的系统适应性和误码率性能。

几种准正交空时分组码的编码方案分析

讨论了几种准正交空时码的编码及解码问题;分析了准正交空时码编码矩阵的缺秩问题及最大似然解码时至少有两个符号相关联的现象,即分析了准正交空时码的分集增益减小特性与最大似然解码复杂度的增加问题;阐释了通过星座图旋转固然可以保证准正交空时码的分集增益但却无法克服其最大似然解码复杂度的增加,因此,必须从编码矩阵本身出发来解决算法复杂度,为研究以"面向单符号"的最大似然解码算法奠定基础。最后给出了一定的计算机模拟结果以说明理论分析的有效性。

正交空时编码连续相位调制系统的信道估计算法

针对准静态瑞利衰落信道中突发模式的正交空时编码连续相位调制(OSTC-CPM),利用双发多收空时编码连续相位调制系统的波形正交特性,提出了一种基于数据辅助的信道估计算法.接收天线将得到的信号同步地乘上每一发射天线对应的训练序列,然后延迟一码元相加并除以该训练序列能量,估计得到相应的信道衰落系数.理论分析结果表明,该算法的对数估计方差随比特信噪比的增加而线性减小.对不同训练序列长度、过采样倍数和成形滤波器进行仿真,结果表明在准静态瑞利衰落信道中,估计性能与理论分析结果吻合,系统的误比特性能与理想情况相差不到0.2 dB.该算法适合OSTC-CPM系统在准静态衰落信道条件下的信道估计.

一种基于混合星座编码的全速率全分集准正交空时分组码

准正交空时分组码对发射天线数大于2的复信号能够实现全速率的发射,它在低信噪比的情况下有比较好的性能,但是由于准正交空时分组码不是全发射分集的,因而在高信噪比时性能并不优越。为了改善准正交空时分组码在高信噪比时的性能,本文采用对准正交空时分组码进行混合星座编码的形式来提高准正交空时分组码的分集度。仿真及计算结果显示,采用混合星座编码能在少量频带利用率损失的情况下大幅提高准正交空时分组码的性能。

级联正交空时M-TCM编码方法研究

空时编码是一种用于多发射天线的编码技术。本文研究级联空时编码系统在编码增益、分集增益和传输能量效率的限定下最大化传输速率的问题,提出一种新的级联正交空时多网格编码调制(M-TCM)方法,并给出不同信道衰落条件下的码字设计方法。分析和仿真结果表明,在准静态Rayleigh衰落信道下,以及具有相同的编码状态数和译码复杂度的情况下,相对于现有的级联空时编码方法,本文编码方法在编码增益上仅相差0.4dB,但却可以提高50%左右的传输速率,并且无需对系统的状态数进行限定,即在保证满分集增益的同时又允许网格图中存在并行路径;而与超正交空时编码方法相比,本文方法可以获得大约2.6dB左右的编码增益,且随着编码状态数的增加,性能的改善就越明显。

基于随机旋转预编码的准正交空时分组码的设计与性能分析

为了提高准正交空时分组码在多输入多输出衰落信道中的性能,文章结合随机旋转及预编码技术,提出了一种新的发射分集方案。通过随机旋转使得准正交空时分组码的符号间干扰随机化,接收端在进行均衡译码的同时,将信道信息反馈给发送端,发送端可以随之选择预编码矩阵,完成自适应编码。仿真结果表明,相对于未经过预编码矩阵的系统,新的发射方案能够有效地降低误码率,提高系统的性能。

准正交空时编码的MMSE检测

多天线系统中发射端采用准正交空时编码(QOSTC)时,与正交空时编码(OSTC)相比,虽然前者可达到全速率传输,但接收端须采用比较复杂的最大似然(ML)检测。本文提出QOSTC的MMSE检测方法,不需要作矩阵求逆运算,因而比BLAST系统的MMSE检测简单,仿真结果表明该检测方法性能及复杂度介于ZF检测和ML检测之间。

基于迹正交的多用户满分集空时编码方案

提出了一种基于迹正交(Trace-Orthogonal)的适合于多用户MIMO传输系统的全分集空时编码(Space-Time Coding)方案.通过引入该码型,可以使得多用户MIMO传输系统可以获得满分集增益,以保证在高信噪比下有较好的误比特性能.并且可以通过改变码型的构造矩阵,来改变用户信息的传输速率.而MMSE检测算法对于该码型仍然适用,与ML检测相比,译码时复杂度大大降低.

编码分组空时块码多入多出正交频分复用系统中的迭代接收机

针对编码分组空时块码(G-STBC)多入多出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统,提出了一种联合MIMO检测和信道译码的迭代接收机,其中MIMO解调器采用基于软符号并行干扰消除(PIC)和瞬时最小均方误差(MMSE)滤波的软入软出MIMO检测算法,不仅适用于M-PSK调制,也适用于M-QAM调制.仿真验证了文中迭代接收机在多径衰落信道中的高效检测能力.

酉变换准正交空时编码

设计了一种采用预编码方式的准正交空时编码（quasi-orthogonal space time code, QOSTC）,其编码方案是首先对发送信号向量进行与信道状态信息无关的酉变换,然后再进行正交编码.酉变换可将QOSTC信道能转化为并行复用传输信道,实现无符号间干扰的高速率并行传输,且接双端信号的最大似然（maximum likelihood,ML）符号译码可简化成线性译码,从而可采用简单的线性检测降低译码复杂度.仿真结果表明,在高信噪比下,酉变换的QOSTC线性检测比没有酉变换的QOSTC的ML检测差2dB左右,但其分集度几乎相同.

一种基于正交空时块编码的单天线AF中继方案

提出了一种基于正交空时块编码的放大转发中继方案,该方案适用于中继节点配置单天线、目的节点配置任意数目天线的中继系统.并且对所提方案在瑞利衰落信道下进行了性能分析,推导了该方案接收信号信噪比的概率密度函数,以及不同调制方式下的误符号率.仿真结果验证了性能分析理论结果的正确性.

非正交空时编码系统球形译码的性能

针对无线衰落信道中多发射多接收天线传输系统中的非正交空时编码技术,提出一种低复杂性的球性译码方案。相对于非正交空时编码的最大似然译码,球形译码具有较低的复杂性和良好的性能。为了减少球形译码中信号空间搜索的计算量,采用动态调整信号空间搜索半径的处理方法。数值仿真结果表明:非正交空时码采用低复杂性的球形译码的性能接近其采用最大似然译码的性能。

一种改进的有限反馈准正交空时编码方案

针对广义正交空时编码利用反馈信道改善系统性能时,由于反馈量的增加导致复杂度较高而失去空时码自身优势的问题,提出了一种改进的有限反馈准正交空时分组编码(QOSTBC)方案,该方案在对编码矩阵对角化重构的同时引入了等效子信道适度旋转设计。结合水声信道模型理论和仿真分析表明,该方案在峰均功率比、实数乘、实数加计算复杂度等方面有较为明显的改进,同时进一步提高了系统的信道容量,降低了系统误码率。