The Behaviour of Vertical Bell Laboratories Layered Space-Time Algorithm Combined with Multiuser Detection Schemes in Wireless Communication System

This paper provides the performance analysis of multiuser Vertical Bell Laboratories Layered Space-Time (V-BLAST) system receiver structures for Multiple-input Multiple-Output (MIMO) channel at a base station with assumption of perfect channel estimation and perfect timing delay estimation. In MIMO channels the receivers such as decorrelator, Minimum Mean Square Error (MMSE) and Multistage Parallel Interference Cancellation (MPIC) receiver outperform the conventional receiver. Withal, since the multiple antenna interference led to a strong impact on the performance degradation of a multistage interference cancellation receiver, the performance of MPIC receiver was highly degraded based on system loading.

基于大规模MIMO系统的满分集VBLAST低复杂度译码算法

为了提高大规模MIMO系统的分集增益、降低译码复杂度,构建了一种码率为1的满分集贝尔实验室垂直分层空时码,并采用最大比合并算法(MRC)检测接收信号.分别计算了MRC算法的平均输出信干噪比(SINR)和传统迫零算法(ZF)的平均信噪比(SNR),分析了性能相等时应满足的条件,并且比较了2种算法的计算复杂度和BER性能.结果表明,当BER=10-5,收发天线数为400和40、调制方式分别为BPSK和QPSK时,最大比合并算法的BER性能较迫零算法分别存在0.4和0.3 d B的增益.采用所提算法对接收信号进行检测,不但能够降低系统的计算复杂度,而且能保证系统的误比特率性能.

STBC与VBLAST联合编码方案研究

在多输入输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统中提出一种块分组编码与VBLAST的联合编码方案,该方案对最先检测的2层数据流采用块分组编码,其余层采用垂直分层空时码(Vertical Bell Layered Space-Time Code,VBLAST)的编码方式,MIMO系统同时具有了空时分组码(Space Time Block Code,STBC)可以降低误码率的优点与VBLAST能够提高系统容量的优点。块分组编码将数据符号按层分块后交叉通过不同的天线对发射,数据流之间产生了一定交织效果,使编码获得了更好的分集增益,在接收端结合QR分解的最大似然解码算法进行解码。仿真结果表明该联合编码方案与传统的Alamouti编码和VBLAST的联合编码方案相比误码率性能有较大改善。

VBLAST-OFDM系统中的联合检测算法

基于对双向迫零算法(BID-ZF)和循环迭代QR分解算法(IQRD)的研究,提出了VBLAST-OFDM系统中一种双向迫零循环迭代QR分解联合检测算法,称之为BID-IQRD算法。该算法主要克服循环迭代QR分解算法最先检测层性能差和存在误码传播的缺点,把双向迫零算法的检测结果作为循环迭代QR分解算法的输入,进一步遏制了误码传播,有效提高了系统的检测性能。仿真结果表明了联合算法的有效性,可以获得比单纯使用循环迭代QR分解算法或者BID-ZF算法更好的误码性能。

VBLAST系统译码算法的新方案

VBLAST(垂直分层空时编码)系统具有很高的频谱效率,但是误码性能一般。提出了一种迭代信号处理算法(ISP算法),利用最大的可用分集来改善通过迫零算法得到的初始数据的估计,从而提高系统的误码性能。并结合一种减小迫零算法计算量的改进算法进一步得到一种新的算法———改进ISP算法,仿真结果表明改进ISP算法大大减小了计算复杂度,而且只有很小的性能损失,因而更加适用在实际的系统之中。

VBLAST-MC-CDMA系统自适应调制仿真分析

提出一种应用卷积码编码的VBLAST-MC-CDMA系统上行链路结构,并将自适应调制技术应用于上行链路结构中。自适应调制门限的设定采用试验法。先设定需要的误码率门限,并以此为依据通过仿真结果确定系统调制方式的转换门限。通过仿真,分别讨论了用户数固定和用户数变化时该自适应调制系统的误码率性能。仿真结果表明,两种情况下自适应调制都能在不牺牲期望误码率性能的情况下提高系统的频谱效率。

相关瑞利信道下VBLAST-OFDM的子载波分配算法

针对多用户垂直贝尔实验室分层空时-正交频分复用(VBLAST-OFDM)下行链路,以系统吞吐量最大化为优化目标,给出一种在相关瑞利衰落信道下基于部分信道状态信息(CSI)的子载波分配算法.该算法充分考虑到实际通信系统中CSI的反馈过期和信道的空间相关性对系统性能的影响,分别采用均值反馈的时域相关性模型和克罗内克(Kronecker)模型进行分析,从而得到相应的子载波分配原则.实验结果表明,该算法不仅能有效地反映天线相关矩阵中相关系数以及延时反馈参数对系统吞吐量的影响,且与未利用均值反馈模型的子载波分配相比具有明显的优越性.

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。

一种改进的排序QR分解MIMO检测算法

提出了改进的排序QR分解MIMO检测算法,并对其性能进行了分析.该算法针对系统采用排序QR分解检测算法时误码率较高的不足,对信道矩阵按列进行正交变换,避免了求信道矩阵的上三角矩阵,并且仅对信道矩阵按列2—范数模值由小到大进行1次排序.在检测过程中,采用了并行处理的思想,将部分判决信号进行反馈,同时消除接收信号中的干扰,使系统检测性能得到了明显改善.在多散射物的无线通信环境下进行了仿真实验,结果表明,与传统的SQRD算法相比,所提算法在计算复杂度略微下降的情况下,检测性能得到提升.

MIMO系统中一种改进的迭代串行干扰消除算法

多输入多输出(MIMO)系统中,串行干扰消除(SIC)算法复杂度相对较低,但干扰消除时存在差错传播问题。针对独立编码的垂直分层空时(V-BLAST)系统,提出一种联合译码的SIC算法,将译码完成的码字反馈给解调器,从接收信号中消除。引入一种码字排序准则,利用软信息对码字排序,优先对高可靠性码字译码。通过码字排序和联合译码提高检测符号的准确性,减少差错传播。仿真结果表明,与已存在的接收方法相比,该算法能有效地抑制差错传播,大幅提升误码率性能。

一种新型的快速递归V-BLAST检测算法

该文提出了一种新型的快速递归V-BLAST算法。此算法采用一种简单的矩阵伪逆递推关系,利用前一次迭代时得到的迫零加权矩阵和加权向量直接计算出下一次迭代的迫零加权矩阵和加权向量。与现有的V-BLAST检测算法相比,所提出的算法在保证最优性能的前提下,具有更低的计算复杂度和更快的处理速度。

一种自适应调制V-BLAST系统的功率受限分配算法

提出了一种自适应调制垂直-贝尔实验室分层空时结构(V-BLAST)系统的低复杂度比特、功率分配算法,满足总平均功率和单根发射天线峰值功率受限条件下使比特率最大化.该算法可以达到与比特递增分配算法相同的最优分配结果,而计算量大幅度降低.仿真结果表明,在满足目标误比特率条件下,单天线功率限制会使比特率降低.

改进的混合多输入多输出系统收发方案

为在频谱利用率和可靠性之间取得折中,提出一种高效低复杂度的发射接收方案,将空间复用和空间分集相结合,形成一个STBC-VBLAST混合编码的多输入多输出系统。利用线性疏散码的结构特点,在发射端以等效的垂直分层空时码子层发送信号,接收端使用基于排序的QR分解的连续干扰抵消的算法进行译码,同样可以获得较好的复用和分集增益。仿真结果表明,该方案的误码率性能优于其他检测方案,可降低计算复杂度。

V-BLAST中改进的并行干扰抵消信号检测算法

研究垂直贝尔实验室分层空时系统中改进的并行干扰抵消信号检测方案。首先根据最小均方误差法形成初始估计值,在此基础上,采用改进的并行干扰抵消器抑制多流干扰恢复发送信号。仿真结果表明提出的检测方案有较强的抗多流干扰能力,性能接近最大似然检测算法,其复杂度较低且时延较小。

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。

基于正三角形小区结构的空时编码性能分析

研究新型无线通信小区结构中3种空时编码的性能比较与分析。首先介绍了基于多小区协作的正三角形小区结构；并分析了3种空时编码方法：正交空时分组码（Orthogonal space-time block codes,OSTBC），VBLAST（Vertical bell laboratories layered space-time）和线性离散编, （Linear dispersion codes, LDC）在不同的信道配置环境下的性能。由于0STBC的过低频谱效率以及VBLAST系统的符号间干扰 （Inter-Symbo Interference,，ISI），使得这两种编码都不适用于三角形小区结构。数值仿真表明：在正三角形小区结构中，LDc相对于0sTBC和VBLAST都表现出较好的各种频谱效率和解码算法性能，尤其相对OSTBC,LDC的增益约为3～4dB。

一种高效的QMC检测算法

基于垂直分层空时码的MIMO-OFDM系统提出一种高效的QMC检测算法,该算法对信道矩阵进行一次排序QR分解,对最先检测的信号层采用ML-OSIC算法,用M算法检测中间的信号层,逐层增加保留值M以提高算法有效性,利用串行干扰消除检测余下的信号层。与QRD-M算法相比,QMC检测算法能降低计算复杂度。仿真结果表明,该算法以更低的计算复杂度获得更接近最大似然检测的性能,取得性能与复杂度之间的折中更理想。

一种新的平行干扰消除QR分解检测算法

提出了一种VBLAST-OFDM系统中的平行干扰消除QR分解检测算法,称为P-ICQR算法。该算法首先对最先检测层信号做出假设,分成多个平行分支,在每个分支上依次干扰消除已检测信号的影响,运用QR分解判决余下层信号而只保留分集增益最高的最后检测层判决信号,最后用部分最大似然法对平行分支选取最优解作为最终检测结果,有效提高了系统的检测性能。仿真结果表明,提出的P-ICQR算法比传统的平行算法、循环迭代QR分解算法、QR算法、迫零算法的误码性能都要好。

高效的V-BLAST迭代算法

基于多发送多接收天线(MIMO)的贝尔实验室垂直分层空时码(V-BLAST)可显著提高系统的传输容量.传统的V-BLAST译码算法是排序连续干扰抵消算法(OSIC),然而由于数据层间误码传播的影响,OSIC并不能有效地提高整个系统的分集增益.利用最近提出的迭代V-BLAST译码算法,低分集增益数据层通过高分集增益数据层的判决反馈来迭代检测,整个系统的性能得到提高.但这种算法的迭代次数高,迭代的次数与MIMO系统中发射天线的数量相等.为了减少系统实现的复杂性,提出了1种3次迭代的V-BLAST译码算法.仿真结果证明,在对称系统中(接收天线和发射天线数相等),新算法与迭代V-BLAST译码算法有几乎相同的性能,但新算法所需的迭代次数较少,新算法复杂性依然是可以接受的.

无线传感网中虚拟V-BLAST发射能量分配研究

针对无线传感器网络能量受限的问题,提出一种适用于无线传感网的虚拟V-BLAST系统,并研究使各个传感器节点信号误码率最小的功率分配算法。提出了基于Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件的最优功率分配方案和基于等信干噪比(SINR)的次优功率分配方案。仿真结果表明,采用发射功率分配的虚拟V-BLAST系统比传统等功率分配V-BLAST系统传输质量有了很大的提高,在相同误码率要求下,可以减少发射功率,延长网络寿命。