四天线准正交空时分组码的设计和性能分析

本文提出了一种新的四天线准正交空时分组码的通用设计方法.与Jafarkhani提出的设计方法相比,本方法大大增加了四天线准正交空时分组码的可用码字.在此基础上,对准正交空时分组码进行了性能分析.仿真结果表明,本文提出的准正交空时分组码与Jafarkhani提出的准正交空时分组码具有相似的误码率,并且有些码字的误码率优于Jafarkhani提出的码字的误码率.     

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。     

准正交编码最大似然检测优化算法

准正交空时编码(QOSTC)可以提高多天线系统的信道容量,但其最大似然(ML)检测算法复杂。在分析了QOSTC的ML检测算法的基础上,提出了一种ML检测优化算法,与ML相比,该优化算法在大幅度降低检测所需的运算量的同时,保持了与ML相同的检测性能,从而解决了QOSTC相对于正交空时编码(OSTC)而言,采用ML检测时复杂度较高的缺点。数值分析与仿真结果验证了上述结论。     

基于MIMO系统的准正交空时分组码的容量分析

应用于MIMO系统的准正交空时分组码可以获得较大的容量,同时能够提供较低的误码率。文中比较了MIMO系统的准正交空时分组码的容量与SIMO系统的容量。结果显示,在低SNR和接收天线数少的情况下,应用于MIMO系统的准正交空时分组码会产生较大的容量增益,但随着SNR和天线数目的增加,容量增益越来越不明显。另外,文中比较了MIMO系统中准正交空时分组码和正交空时分组码的容量,仿真结果表明前者的容量明显高于后者。     

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。     

一种全速率准正交空时分组码

空时分组码是发射分集中的一项新技术。通常的空时分组码采用正交设计，虽可以提供全分集增益，却不能保证全速率传输，造成发射端数据的积压。改进的空时分组码采用准正交设计，能够保证数据以全速率传输，但是其性能在低信噪比时优于正交空时分组码，在高信噪比时反而不如前者。提出一种改进的基于准正交设计的空时分组码。通过仿真表明，在不增加译码复杂度的情况下，其性能不论在低信噪比还是高信噪比时都优于正交设计的空时分组码，从而改善了系统性能。     

基于正交空时分组码的酉空时码设计

提出了一种基于正交空时分组码构造酉空时码的方案,证明了所设计的酉空时码可以获得满分集.同原有方案相比,所提方案的优点是其码率较高,缺点是解码复杂度较原方案高.针对该缺点,提出了一种次优解码算法,该算法的复杂度同原方案几乎相同.Monte-Carlo仿真实验表明,在相同的频谱效率下,对同一误码率本文方案所需信噪比比原方案低5dB;同时,对同一误码率本文的次优解码算法同最优解码算法相比信噪比损失约1dB.     

一种新的准正交空时分组码的编码研究

准正交空时分组码可以牺牲一定的分集增益和解码的简单性,来避免当天线数目大于2时正交空时分组码码率下降的缺点。基于准正交空时编码的优点,为了进一步提升性能,提出一种新的4天线准正交空时分组码,并与RS码进行级联编码。仿真表明这种新的编码方法可以保证在复杂度不是很高的前提下,相比Jafarkhani码、TBH码和该广义复正交码具有更低的误码率。     

一种新的3发1收准正交空时编码方案

提出了一种新的码率为1的3发1收准正交空时编码方案,通过利用Givens旋转消除检测矩阵中的干扰项.在瑞利衰落信道下仿真分析了所提算法与传统算法的误码率性能.仿真结果表明,所提算法在性能上要优于传统的4发1收QO-ST-BC方案,并且在低信噪比时,性能要优于传统的码率不为1的3发1收O-STBC算法.     

空时分组编码技术研究

分集是目前移动通信技术中经常用来对抗信道衰落的一项技术。文中介绍了目前研究得比较热的一项空间分集技术——空时分组码。文中首先说明了该技术的研究历程，接着分析了空时信道模型，并阐述了基于正交设计和准正交设计的空时分组码，最后介绍了空时分组码在3G中的应用。     

基于后验概率估计的软输出MMSE MIMO排序串行干扰抵消检测算法

该文研究了信道编码无线MIMO通信系统中的软输出MMSE排序串行干扰抵消检测算法。利用MMSE滤波器输出的高斯近似表示,提出了基于后验概率估计的判决误差传播抑制算法,以提高检测算法输出的编码比特对数似然比的可靠性;利用检测器的矩阵结构和矩阵求逆引理,进一步提出了降低复杂度的实现方法。仿真结果表明:提出的检测算法优于现有算法,当BER为10-4,在所给的仿真条件下有1～3dB的性能增益。     

Tree pruning for MIMO sphere detection based on MMSE detection

Tree pruning is an effective algorithm to reduce the complexity of sphere detection(SD) for multiple-input multiple-output(MIMO) communication systems.How to determine the tree pruning rule,as well as by what the tradeoff between the performance and the complexity can be achieved,is still an open problem.In this paper,a tree pruning algorithm is proposed based on minimum mean square error(MMSE) detection.The proposed algorithm first preforms MMSE detection since the complexity of MMSE detection is very low.Then the pruning constraints will be set according to the scaled path metrics of the MMSE solution.The choice of the scale factors and their influences on the complexity and performance are also discussed.Through analysis and simulations,it is shown that the complexity is reduced significantly with negligible performance degradation and additional computations.     

基于随机旋转的准正交空时分组码研究

为了提高准正交空时分组码的性能,该文提出基于随机旋转的准正交空时分组码(Random-rotation QO-STBC)的发射分集方法。这种方法对每个输入信息符号序列进行随机旋转,使准正交空时分组码的符号间干扰(ISI)随机化。仿真结果表明,在41 MIMO QPSK调制系统中,采用最大似然检测方法,当误码率为10-5时,新的发射方案比传统的两种准正交空时分组码误码性能有约4dB的增益;当误码率低于10-4时,RR-J码相比于ST-LCP码,仍表现出0.51dB增益;当SNR高于16dB时,RR-J与CFR具有几乎相同的误码性能。文章讨论了实际系统中随机旋转矩阵数受限情况下性能的损失,仿真结果显示当可用随机旋转矩阵数大于16时,对系统性能的影响可以忽略。     

非理想信道估计下的软输出MMSE V-BLAST检测算法

针对信道编码MIMO系统,该文推导出了实际信道估计下的软输出MMSE V-BLAST检测算法,该算法同时考虑了信道估计误差和判决误差传播的影响。仿真结果显示该文所提算法在几乎没有增加复杂度的情况下,可以极大地降低残余误码平层,获得显著的性能增益;所提算法对信道估计误差方差的估计可靠性不敏感,因而具有实际应用价值。     

Two efficient and stable MMSE detection algorithms for the V‐BLAST system

For practical consideration, efficient and stable implementation of the promising vertical Bell Labs Layered Space–Time system is highly desirable. The original square‐root algorithm (SRA), proposed by Hassibi, for the minimum mean square error detection, is composed of three stages, that is, initialization, ordering, and nulling. Unlike the original SRA whose initialization stage is not completely based on unitary transformations, the three stages of our proposed algorithm #1 are all based on unitary transformations. The average number of multiplications required by our proposed algorithm #1 is about (29∕10)M³, where both the numbers of transmit and receive antennas are equal to M. In the meantime, the average number of multiplications required by the original SRA is (17∕3)M³. In addition to the stable initialization, ordering, and nulling considered by the proposed algorithm #1, our proposed algorithm #2 considers stable detection. Our proposed algorithm #2 is completely based on Givens rotations, which is to be implemented by COordinate Rotation DIgital Computer‐based hardwares. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于MMSE准则的线性疏散码设计及其在自适应MIMO系统中的应用

线性疏散码（LDC）是一组扩散矩阵的线性组合，加权因子是要发送符号的实部和虚部，好的LDC可达到线性分组码的满分集度性能，同时接近V—BLAST的满信道容量性能。本文提出了设计最优线性疏散码（LDC）的最小均方误差（MMSE）准则，并针对自适应MIMO系统根据信道统计信息自动改变系统参数和确定预编码矩阵的情况，提出了确定线性疏散码编码矩阵中信息符号个数的方法。由上，线性疏散码提高了自适应MIMO系统的1—3dB的误比特率性能。本文使用梯度下降法和坐标转换法解决了最优化问题。     

一种新的最小均方误差线性合并算法

针对未编码的多输入多输出系统,将基于训练序列的最小均方误差(MMSE)信道估计算法与最优线性无偏估计结构(BLUE)相结合对已估计的信道参数进行估计.仿真结果表明,使用线性合并的MMSE算法比传统的MMSE算法具有较小的参数估计误差,比使用线性合并的LS算法性能更好.     

一种新的准正交空时分组码的设计

根据正交设计理论,当发送天线数大于2时,不存在可以获得完全分集增益和全速率的复正交空时分组码.对空时分组码采用准正交设计,能够保证数据以全速率传输,但是会使其误码性能降低.文章在对准正交空时分组码(QOSTBC)结构研究的基础上,提出了一种全速率的四发射天线准正交空时分组码,并给出了基于最大似然译码方法.仿真结果表明,文章方案与已有典型的Jafarkhani准正交空时分组码相比,在高信噪比时有更好的误码性能.