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信号空间分集中向量高斯近似算法的改进

数据采集与处理 2011年第4期26卷 385-389页

作者：冯文江王茹茹陈栋才刘震重庆大学通信工程学院重庆400044

针对采用了信号空间分集的通信接收机检测算法的性能提升,以向量高斯近似检测算法为基础,通过改进原算法中每个符号的概率期望和方差的计算方法,给定符号的软干扰消除计算的信息依赖关系以及概率密度函数的计算,以降低算法的复杂度,提... 详细信息

针对采用了信号空间分集的通信接收机检测算法的性能提升,以向量高斯近似检测算法为基础,通过改进原算法中每个符号的概率期望和方差的计算方法,给定符号的软干扰消除计算的信息依赖关系以及概率密度函数的计算,以降低算法的复杂度,提升系统的抗衰落能力。对改进算法进行了仿真比较和性能分析。结果表明,在瑞利衰落信道中,当旋转矩阵维数N=16,迭代次数为6时的误比特率曲线与理想边界接近,在误比特率BER=10-5时,仅相差0.2 dB;在时延要求较高的通信系统应用中,迭代4次即可满足要求,且继续增加迭代次数已没有误比特率下降裕量。

关键词：信号空间分集格栅向量高斯近似

信号空间分集技术的优化与在多载波系统中的应用研究

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信号空间分集技术的优化与在多载波系统中的应用研究

作者：童开蒙重庆邮电大学

学位级别：硕士

随着蜂窝移动通信、移动互联网和多媒体业务的飞速发展,无线通信的容量需求也在不断增长,这对怎样利用本就十分有限的无线频谱资源提出新的挑战。另一方面,在无线信道传输信号的过程中,衰落是造成通信质量下降最主要的原因。信号空间分... 详细信息

随着蜂窝移动通信、移动互联网和多媒体业务的飞速发展,无线通信的容量需求也在不断增长,这对怎样利用本就十分有限的无线频谱资源提出新的挑战。另一方面,在无线信道传输信号的过程中,衰落是造成通信质量下降最主要的原因。信号空间分集(Signal Space Diversity,SSD)作为可以有效消除信道衰落的影响且不需要占用额外时间和频带资源的分集方式,受到了广泛的关注。然而,尽管SSD技术的优势已经得到证实,灵活简洁的实现结构设计与简便有效的接收端解调算法仍然是巨大挑战。本文从以上角度展开相应研究,具体内容如下:1.信号空间分集的引入,使QAM星座图已经不再是规则的图形。无论是软解调还是硬判决,在方形QAM中简洁且行之有效的解调方案都不再适用,SSD系统的解调复杂度随调制阶数的增加呈指数增长。因此,本文提出一种新型的低复杂度星座图案分割(Constellation Pattern Segmentation,CPS)软解调算法。该算法在传统的Max-Log-MAP算法之前加入一个预处理模块,利用映射性质,先将已经畸变的解调参考星座图等效看做两个不同网格结构的子星座图,然后由接收符号在星座网格线上的投影点与该网格线上所有星座点距离的大小在每条网格线上选出一个星座点,在原星座图案上分割出一个子集。CPS算法一定程度上降低了解调复杂度,尤其在高阶调制时非常显著。同时,理论分析和仿真结果表明该优化算法的解调准确性相比传统全搜索的Max-Log-MAP算法并未受到影响。2.多载波时分多址(Multicarrier Time Division Multiple Access,MC-TDMA)在传统的滤波器组多载波调制系统的基础上,引入单载波调制系统的优点,因而既有非常低的峰均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)又有很强的抗多径衰落和载波非同步能力。由MC-TDMA系统中特殊的改进离散傅里叶变换(Modified Discrete Fourier Transform,MDFT)滤波器组固有的结构特性,本文用其取代SSD中传统的分量交织器,设计更为灵活高效的改进型信号空间分集(Modified Signal Space Diversity,MSSD)。MSSD不仅可以起到MDFT滤波器组和SSD技术的双重作用,同时简便且易于实现。利用MC-TDMA系统的自身结构性质,本文建立MSSD-MC-TDMA系统并研究其快速实现。通过对其PAPR进行仿真,说明加入MSSD对原系统的优势并未产生影响。为了验证MSSD的有效性,分别在频率选择性衰落信道,平坦衰落信道以及删除信道下对MSSD-MC-TDMA系统进行误符号率仿真,并得到与MC-TDMA系统在不同调制阶数和Turbo码率下的相对增益。

关键词：信号空间分集星座图案分割算法多载波时分多址

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信号空间分集新技术研究

信号空间分集新技术研究

作者：陈秋文北京邮电大学

学位级别：硕士

在无线通信系统中,信道的衰落效应给通信速率要求和可靠性保证带来了很大的挑战。为了对抗衰落,信号空间分集技术应运而生。本文主要围绕该项技术,对其在传统BICM系统,OFDM系统和中继网络中的扩展与应用做出深入研究,力求将这一有效且... 详细信息

在无线通信系统中,信道的衰落效应给通信速率要求和可靠性保证带来了很大的挑战。为了对抗衰落,信号空间分集技术应运而生。本文主要围绕该项技术,对其在传统BICM系统,OFDM系统和中继网络中的扩展与应用做出深入研究,力求将这一有效且不占用额外网络资源的新技术进行改造与适应,使其能够应用于多种衰落场景中,并与编码增益、空间分集、时间分集和路径分集等多种技术有效结合,从而达到增加通信系统性能的目的。本研究主要包括以下几方面贡献。首先,论文先对基于信号空间分集的联合编码调制分集技术（JCMD）进行了详细的研究和分析。结果表明,在传统的BICM系统中加入信号空间的相位旋转,并增加了相应的分量交织器之后,系统对抗信道衰落的能力得到了很大的增强。而当进一步对BICM-ID系统进行了改进,通过有效的星座映射和迭代软信息,使用了信号空间分集技术的接收机能够更加充分地利用译码外信息,相比传统的BICM-ID,迭代增益有更大的提升。此外,由于信号空间分集的作用,星座点的每一个分量都存在潜力,能够用以恢复一个乃至多个符号,基于这个原理提出的分量解调技术使得中继节点可以在仅仅接收到一部分信号的情况下恢复出完整的信息块。本研究利用这个方法,将信号空间分集技术扩展到协同通信的场景中,得到了有效的分布式算法并对其进行了仿真验证。最后,基于信号空间分集的JCMD系统被实现到了LTE基站的硬件平台上。通过在实际的DSP设备和信道模拟仪器上的测试,本文证明了信号空间分集技术不仅仅在理论上有很大的潜力,同时在实际系统中也能够发挥相应作用。

关键词：信号空间分集 BICM-ID 分量解调协同通信

球形译码算法在信号空间分集系统中的应用研究

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计算机应用研究 2017年第5期34卷 1452-1454页

作者：李瑞柏鹏彭卫东林志国林思铭空军工程大学装备管理与安全工程学院西安710051 空军工程大学装备发展与运用研究中心西安710051

针对信号空间分集系统中最大似然检测算法复杂度高的问题,选用球形译码算法作为信号空间分集系统接收机检测算法,可以使接收机在接近最大似然算法检测性能的同时,降低接收机检测复杂度。为进一步降低检测复杂度,通过采用最小均方误差算... 详细信息

针对信号空间分集系统中最大似然检测算法复杂度高的问题,选用球形译码算法作为信号空间分集系统接收机检测算法,可以使接收机在接近最大似然算法检测性能的同时,降低接收机检测复杂度。为进一步降低检测复杂度,通过采用最小均方误差算法减小噪声对接收信号的干扰来降低因搜索噪声点而产生的复杂度,并利用衰减因子k加快搜索半径收缩来达到进一步降低球形译码算法检测复杂度的目的。仿真结果表明,在信号空间分集系统中引入球形译码算法可以降低接收机检测复杂度,并且改进后的球形译码算法检测时间在低信噪比情况下约为传统球形译码算法的12%~33%。因此,球形译码算法可以有效地降低信号空间分集系统接收机检测复杂度。

关键词：信号空间分集旋转矩阵球形译码最小均方误差

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结合信号空间分集的双空时发射分集系统

计算机工程 2012年第9期38卷 66-68页

作者：邓慧平吴玉成祁美娟吴晋成重庆大学通信工程学院重庆400044

为提高双空时发射分集(DSTTD)系统在独立同分布衰落(IID)信道下的性能,提出一种结合信号空间分集的DSTTD系统,在发射前先对已调信号进行信号空间的旋转映射,提高系统分集阶数。通过矩阵变换获得转换系统传输模型,利用向量高斯近似和标... 详细信息

为提高双空时发射分集(DSTTD)系统在独立同分布衰落(IID)信道下的性能,提出一种结合信号空间分集的DSTTD系统,在发射前先对已调信号进行信号空间的旋转映射,提高系统分集阶数。通过矩阵变换获得转换系统传输模型,利用向量高斯近似和标量高斯近似解调算法联合信道译码进行迭代检测,在保证系统性能的同时降低系统解调的复杂度。仿真结果表明,该系统比传统DSTTD系统在IID信道下至少获得2 dB的性能改善。

关键词：双空时发射分集信号空间分集独立同分布衰落向量高斯近似标量高斯近似迭代检测

基于BICM-ID-SSD的多用户编码协同系统性能分析

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系统工程与电子技术 2013年第6期35卷 1291-1296页

作者：黄英雷菁习勇国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

在多用户协同模型中,将协同伙伴数目与信号空间分集中星座维数相结合,提出了一种高效的编码协同方案。采用比特交织编码调制技术,目的端通过信号空间分集和迭代译码提升系统性能。推导了衰落信道下协同传输的理论性能一致界,进行了系统... 详细信息

在多用户协同模型中,将协同伙伴数目与信号空间分集中星座维数相结合,提出了一种高效的编码协同方案。采用比特交织编码调制技术,目的端通过信号空间分集和迭代译码提升系统性能。推导了衰落信道下协同传输的理论性能一致界,进行了系统性能仿真,并重点分析了信号空间分集中星座维数、协同程度及星座映射关系对系统性能的影响。理论分析及仿真结果均表明:快衰落信道下,信号空间分集会带来额外的增益;在快、慢两种衰落信道下,通过协同程度的增加及最佳映射关系的选择都可以带来系统性能的提升。

关键词：多用户协同协同伙伴协同程度信号空间分集比特交织编码调制及其迭代译码

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OFDM星座旋转调制自适应交织器设计

清华大学学报（自然科学版） 2014年第4期54卷 458-463,468页

作者：周世东俞抒鹏肖立民钟晓峰清华大学电子工程系北京100084

为了改善正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)在稀疏多径信道环境中的抗衰落能力,提出一种基于星座旋转调制OFDM系统的自适应交织方法。利用OFDM系统的多载波特点将旋转调制中的分量交织引入到子载波间交织... 详细信息

为了改善正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)在稀疏多径信道环境中的抗衰落能力,提出一种基于星座旋转调制OFDM系统的自适应交织方法。利用OFDM系统的多载波特点将旋转调制中的分量交织引入到子载波间交织,根据统计信道状态信息或实时信道状态信息,采用该文设计的交织器搜索准则来选取最佳分量交织图案,接收端将最佳的分量交织图案的索引反馈给发送端,实现了自适应交织。仿真结果表明该方法在稀疏多径衰落信道下有优异的抗衰落性能和较高的频谱利用率。

关键词：正交频分复用(OFDM) 旋转调制信号空间分集自适应交织衰落信道

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无线传感器网络中的异步协作通信方案

系统工程与电子技术 2009年第10期31卷 2331-2335页

作者：郭丽丽岳殿武闫秋娜大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

为了改善多跳传感器网络的性能,提出了一种基于三种空间分集技术的异步协作传输模式。该模式是考虑非同步网络传输,多个传感器通过共享天线,形成虚拟多天线发送/多天线接收(MIMO)的协作通信,并利用空时编码、发射天线选择和信号空间分... 详细信息

为了改善多跳传感器网络的性能,提出了一种基于三种空间分集技术的异步协作传输模式。该模式是考虑非同步网络传输,多个传感器通过共享天线,形成虚拟多天线发送/多天线接收(MIMO)的协作通信,并利用空时编码、发射天线选择和信号空间分集三种空间分集技术,有效抵制传输信道的衰落,提高了系统的分集增益。通过蒙特卡罗仿真,结果表明,对比传统的单发单收传输模式和异步空时协作传输模式,该传输模式获得了更高的分集增益,提高了系统的性能,从而节省了网络的能量损耗。

关键词：无线传感器网络空时分组编码天线选择信号空间分集

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基于预编码系统的LDPC-SSD性能研究

计算机工程 2011年第3期37卷 105-107页

作者：胡锦涛王永生许家栋王顶西北工业大学电子信息学院西安710129

为有效提高通信系统在无线衰落信道中的性能,提出一种基于预编码的低密度奇偶校验码编码的信号空间分集(LDPC-SSD)系统。将信号空间分集旋转矩阵看作一个码率为1的编码器。在信号空间分集矩阵前加入一个预编码器。给出预编码器的3个设... 详细信息

为有效提高通信系统在无线衰落信道中的性能,提出一种基于预编码的低密度奇偶校验码编码的信号空间分集(LDPC-SSD)系统。将信号空间分集旋转矩阵看作一个码率为1的编码器。在信号空间分集矩阵前加入一个预编码器。给出预编码器的3个设计准则。在无线衰落信道下,仿真基于预编码的LDPC-SSD系统。仿真结果表明,该方案比没有预编码的LDPC-SSD系统在衰落信道下具有更好的性能。

关键词：信号空间分集准循环低密度奇偶校验码旋转矩阵分集阶数预编码