基于Nakagami衰落的分集合并系统性能分析

分集技术可有效提高无线通信系统抗衰落性能,通过将Nakagami衰落下的分集系统等效为单输入单输出系统,推导获得了选择合并(Selection combining,SC)、等增益合并(Equal gain combining,EGC)和最大比合并(Maximal ratio combining,MRC)3种方式下系统的输出信噪比和中断概率等性能表达式,并提出一种基于改进的Nakagami分集信道舍弃法模型用于数值仿真与验证。仿真结果表明,理论表达式结果与仿真值非常吻合,可用于辅助瑞利、莱斯和Nakagami等多种信道衰落下分集系统的参数选择、算法设计和性能评估。

Nakagami衰落信道的统计特性分析与仿真

改进了一种产生Nakagami随机序列算法,讨论了Nakagami衰落信道的统计特性,其中包括接收信号的包络统计特性和3种分集合并方式下的电平交叉率、平均衰落延时,然后利用仿真模型对各种统计特性进行仿真和分析,并与理论分析结果进行了比较。

Nakagami衰落信道下NNC-DFH接收机抗部分频带干扰性能分析

该文提出了一种噪声归一化合并(NNC)差分跳频(DFH)接收机模型以提高差分跳频系统抗部分频带干扰能力。给出了Nakagami衰落信道下NNC-DFH接收机在部分频带干扰及背景热噪声下误符号率边界的闭式表达式,并采用矩生成函数法进一步求得了衰落指数m为整数时的简化性能边界。仿真结果表明:在非最坏部分频带干扰下,仅在衰落较弱且干扰能量较为分散的特殊情况下,线性合并(LC)DFH接收机性能略优于NNC-DFH接收机,其它情况下NNC-DFH接收机总是优于LC-DFH接收机,且干扰越集中性能优势越显著;在最坏部分频带干扰下,NNC-DFH接收机的抗部分频带干扰性能优于LC-DFH接收机,与信道衰落程度及干扰带宽因子取值无关。

MIMO-OFDM快衰落信道的稀疏自适应感知估计

在多输入多输出(MIMO)-正交频分复用(OFDM)系统中,怎样在较高频谱利用率的情况下对快时变信道进行较为准确的估计是一个具有挑战性的课题。该文在利用压缩感知理论可提高系统频谱利用率的基础上,提出了一种适合于快时变环境下MIMO-OFDM系统的稀疏自适应信道估计方法。该方法不再受到奈奎斯特采样频率条件约束,避免了传统导频辅助信道估计方法频谱利用率低的缺点。该文方法通过构建多天线群时频结构特征稀疏基,利用多天线间和群时变OFDM符号内信道冲激响应具有更强稀疏性的特点,对MIMO-OFDM快衰落信道进行稀疏变换。由于实际MIMO-OFDM快衰落信道往往处于频率选择性、时变性和多种干扰并存的复杂环境,受到干扰的信道参数对系统而言是未知,采用该方法克服了现有基于压缩感知理论的信道估计方法需要预先知道信道冲激响应稀疏度才能重构信道参数的不足,在信道稀疏度未知道的情况下,运用稀疏自适应的方法来对不同时频结构特征的信道参数进行估计。仿真结果表明所提估计方法具有对快时变信道参数估计的鲁棒性和较高频谱利用率,且均方误差小。

相关Nakagami衰落等增益分集性能分析

针对相关Nakagami衰落等增益合并(equal gain combining,EGC)分集系统性能不存在精确解析式的问题,提出一种基于矩匹配的高效近似分析方法.该方法将各支路信号等增益叠加后的复杂衰落近似等价为α-μ分布,利用α-μ变量的统计特性获得分集系统的信噪比分布、中断概率和平均误符号率等性能表达式.仿真结果表明,该方法实现简单,计算结果与理论值非常接近,可应用于多种信道衰落下EGC分集系统的参数设计和性能评估.

卷积编码正交序列扩频多码CDMA系统在Nakagami衰落信道的性能

本文提出了一种可以有效地实现用户高数据率传输的卷积编码正交扩频多码CDMA系统，以适应未来移动通信业务发展的需求．此系统相似于多载波CDMA系统，对于用户传输的高速率数据首先进行串-并转换，对变换后的低数据流再进行卷积编码，然后再进行正交序列扩频调制．不同于多载波CDMA系统，各支路扩频信号用同一载波进行调制发送．这里，对此系统在Nakagami衰落信道的性能进行了计算，并对数值结果进行了分析．

Nakagami-m衰落信道下空时分组码的性能估计

基于等效单输入单输出SISO(Single-inputSingle-output)模型,利用矩量母函数(MGF)分析法,空时分组码STBC(Space-TimeBlockCoding)的误符号率是可以得到其准确闭式表达式的。对于独立同分布Nakagami-m衰落信道下的空时分组码的性能进行了研究,给出了采用M-PSK和M-QAM调制方案的不同空时分组编码矩阵误符号率的闭式解以及基于闭式解的解析性能结果,通过蒙特卡洛仿真验证了闭式解的准确性。还从调制方案的角度对于几种新的空时分组码的性能进行了一些新的讨论。

一种空间相关的Nakagami-m衰落下MIMO-OFDM系统误码率计算方法

为了获得Nakagami相关衰落下各参数对MIMO系统误码率的影响,首先给出了一种新的MI-MO-OFDM系统模型.接着对空间相关的基于STBC编码的MIMO-OFDM系统在Nakagami-m平坦衰落下的信道误码率进行了研究,给出了一种误码率的表达式,分析了空间相关性和分布参数对系统的误码率的影响.最后给出空间相关条件下的STBC的误码率性能仿真,以验证理论分析的有效性.结果表明,在Rayleigh和Rice分布都不足以描述信道特性的情况下,采用Nakagami分布比较吻合实际测量的数据,信道衰落基于Nakagami-m分布的STBC编码能很好的满足MIMO-OFDM系统的差错性能要求.

MIMO-OFDM快衰落信道的压缩感知估计方法

在快衰落多输入多输出(MIMO)-正交频分复用(OFDM)系统中,为了避免传统的信道估计方法中存在大量系数需要估计的问题,利用快衰落信道在角时延多普勒域可稀疏的特性,提出了基于压缩感知的MIMO-OFDM系统快衰落信道估计方法。根据压缩感知的受限等距特性(RIP),推导了一种少量导频随机结构测量矩阵,用于测量快衰落信道在角时延多普勒域稀疏系数。接收端可从这些少量的测量数据中以高概率重构出快衰落信道。理论分析与仿真结果都表明:该方法与传统的信道估计方法相比,所得到的系统数据传输效率及估计性能都有了明显提高。

任意Nakagami衰落信道下2D-Rake接收机的性能分析

研究了单小区直扩码分多址(DS-CDMA)通信系统在任意Nakagami衰落信道下2D-Rake接收机的性能,推导出误码率的解析表示式.理论分析和数值计算结果表明,2D-Rake接收机获得了独立多径信号较大的空时分集增益,其误码率性能远优于普通的Rake或多天线接收机.系统的用户容量也有显著的提高.

任意时域相关Nakagami复衰落模型

针对传统Nakagami仿真模型难以提供精确时域自相关性问题,提出一种基于信道分解技术和谐波叠加方法的Nakagami复衰落仿真模型,该模型适用于任意衰落参数且可指定时域自相关性。文中首先推导了瑞利和Nakagami随机过程包络及自相关性的内在联系,然后给出Nakagami包络的瑞利分解改进模型,最后结合谐波叠加方法产生任意时域相关的Nakagami复衰落信道。仿真结果表明,新模型输出信道时域自相关系数更精确,包络相位分布等其他统计特性均与理论结果一致。

Nakagami衰落包络的空时频相关性研究

多天线分集接收系统的性能与各支路信号衰落的相关性密切相关,通过分析Nakagami与瑞利衰落的内在联系,推导给出了不同Nakagami衰落包络之间的空时频相关性解析式,该表达式适用于任意散射条件和不同衰落系数。最后,通过数值仿真分析各参数对Nakagami衰落之间相关性的影响,并给出相干距离(时间、频率)的近似表达式,该结论对多天线系统的性能评估和参数设计非常重要。

非理想载波同步下OFDM快衰落信道的稀疏与感知

针对稀疏导频OFDM系统,提出非理想载波同步OFDM快衰落信道稀疏表示与感知方法。首先提出了一种稀疏化信道核向量的广义信道冲激响应矩阵稀疏化表示方法;推导了稀疏导频快衰落信道估计压缩感知模型;利用OMP算法重构稀疏化信道核向量与广义信道冲激响应矩阵,从而完成非理想载波同步下的OFDM快衰落信道估计。仿真结果表明,该算法能有效降低非理想载波同步的稀疏导频OFDM系统的误码率。

Nakagami衰落信道下AM-SR-ARQ系统的性能分析

研究了结合自适应调制的选择重传自动重传请求系统(AM-SR-ARQ)在Nakagami衰落信道下的性能,推导出吞吐量的一般表达式.理论分析和数值计算结果表明,结合自适应调制的ARQ系统可以对抗衰落,其吞吐量性能要优于普通的调制方式固定的ARQ系统.

Nakagami衰落信道上组合SC/MRC的性能分析

研究Nakagami衰落信道上组合发射机选择合并(SC)/接收机最大比合并(MRC)天线分集系统的性能。使用矩生成函数方法,推导采用组合SC/MRC天线分集和相干检测的MPSK(M进制相移键控)、MQAM(M进制正交幅度调制)、MPAM(M进制脉冲幅度调制)、BFSK(二进制频移键控)、最小相关BFSK(BFSKmin)、差分编码BPSK(DE-BPSK)和预编码MSK(最小频移键控)等几种M进制数字调制方式在Nakagami衰落信道上的误符号率性能,获得了M进制数字调制系统误符号率性能的精确数学表达式。数值计算结果阐明了发射天线和接收天线数目以及衰落参数对数字调制系统误符号率性能的影响。

Nakagami-m Keyhole衰落信道下MIMO系统容量及天线选择

本文全面地分析了在Nakagami-m衰落信道下具有“匙孔”(keyhole)效应时正交块空时编码(STBCs)的多输入多输出(MIMO)系统的容量以及误比特率(BER)性能,导出了该系统环境下平均容量的紧下边界值,同时得出了系统中断概率的具体表达式及其误码率的近似值.在此基础上分析了Keyhole MIMO信道下的天线选择问题.最后进行了仿真,其结果与理论分析一致.研究表明,在Keyhole MIMO信道中,采用天线选择仍然能够获得与全复杂系统相同的分集增益.

FFH/BFSK AGC接收机在部分带干扰Nakagami衰落信道下的性能分析

该文对基于自适应增益控制(AGC)的非相干快速跳频二进制正交移频键控(FFH/BFSK)扩频(SS)接收机在同时存在部分带干扰(PBJ)和加性高斯白噪声(AWGN)的频率非选择性慢衰落Nakagami信道下的比特误码率(BER)性能进行了分析,推导出一重积分形式的BER准确表达式,分析了衰落参数和分集数目取任意值时对系统性能的影响,数值分析结果比较了AGC接收机与乘积合并(PC)接收机在最坏情况下的BER性能。与以往误码率分析方法相比,本文所用方法的优点在于用统一的分析模式可以分析系统在不同衰落信道下的性能,简化了分析步骤。

Nakagami衰落上DE-QPSK在联合收发分集下的性能分析

利用高斯Q函数的高阶次幂在最大比合并(MRC)分集接收瑞利衰落信道上统计平均的结果,推导了Nakagami衰落信道上采用组合发射选择合并(SC)/接收MRC天线分集的相干检测差分编码四相相移键控(DE-QPSK)的平均误符号率(ASER)精确表达式。利用高斯Q函数的近似表达式和矩生成函数(MGF)方法 ,推导了Nakagami衰落信道上采用组合SC/MRC天线分集的相干检测DE-QPSK的ASER近似表达式。通过数值计算和仿真,验证了DE-QPSK的ASER精确表达式的正确性以及近似表达式的准确性。利用精确表达式和近似表达式可研究收发天线数目和衰落参数对DE-QPSK的ASER性能的影响,为实际SC/MRC天线分集方案的设计提供了理论指导。

分组相关快衰落信道下自适应Turbo码译码算法研究

分析了分组相关快衰落信道的特性,推导出该信道下Turbo码译码算法;研究了迭代次数对Turbo编码系统的影响,在小信噪比弥散度条件下,提出基于平均信噪比的最佳迭代译码次数自适应选择方案,可以兼顾译码性能和译码速度,得到较低的平均误比特率和较高的平均译码速度。仿真结果说明,本文提出的Turbo码译码算法,降低了对信道估计精度要求的同时,得到精确信道估计时的性能;对于目标误比特率为10-4时,采用自适应Turbo译码算法,与固定迭代4次相比,平均误比特率降低了40%,提高了系统性能;而与固定迭代8次相比,迭代次数降低了约1/4,提高了译码速度。

Nakagami衰落信道下噪声跟踪干扰检测性能分析

针对慢跳频通信中噪声跟踪干扰的检测问题,提出了一种新的噪声跟踪干扰检测算法.该检测算法应用认知无线电中协作频谱感知方法,分析了接收信号的条件概率密度函数,研究了加性高斯白噪声信道下单跳信号存在干扰的检测性能.在此基础上,推导了Nakagami衰落信道下单跳信号存在干扰的检测概率和虚警概率,通过对检测概率和虚警概率中的多重积分进行化简,得到了检测概率和虚警概率的级数表达式.单跳信号检测后,把检测结果上报到融合中心,应用协作频谱感知中的"k out of n"准则分析了噪声跟踪干扰的检测性能.仿真结果验证了理论分析的正确性.