一种协同分集方案的误码性能分析

协同分集(cooperative diversity)技术通过为网络中某些单天线用户寻找若干个用户作为"伙伴",并共享彼此天线,形成虚拟的多天线阵列,来实现多天线分集,结合分布式空时分组编码(Distributed Space Time Block Code,DSTBC),可以有效地提高系统性能.多载波码分多址(Multi-Carrier Code Division Multiple Access,MC-CDMA)技术将数据调制到各个子载波上发送,可以有效地抵抗信道频率选择性衰落的影响.本文提出了无线网络中频率选择性衰落信道环境下的一种基于分布式空时分组码和MC-CDMA的协同发射分集方案,建立了协同用户间的误码表示模型,基于该模型推导了协同分集方案误码性能的理论表达式,并分析了协同用户间的平均解码差错概率对系统方案误码性能的影响,同时给出了仿真结果.结果表明,DSTBC-MC-CDMA相对于未协同的MC-CDMA系统获得了明显的性能增益,同时仿真也较好地验证了理论结果.     

协作发射分集系统及其误码性能分析

协作分集（cooperative diversity）技术通过使网络中各单天线用户共享彼此天线，形成虚拟的多天线阵列来实现发射或接收分集，并结合一定的编码方式，可以有效地提高系统性能。多载波码分多址（MC-CDMA，multi．carder code division multiple access）技术将数据调制到各个子载波上发送，可以有效地抵抗信道频率选择性衰落的影响。由此提出了无线网络中频率选择性衰落信道环境下的一种基于分布式空时分组码（DSTBC，distributed space tim eblock code）和MC-CDMA的协作发射分集方案，建立了协作用户间的误码表示模型，基于该模型推导了在协作条件下整个系统误码性能的理论表达式。分析了协作用户间的平均解码差错概率对系统误码性能的影响，并给出了仿真结果。结果表明，本系统相对于未编码的MC-CDMA系统获得了明显的性能增益，同时仿真也较好地验证了理论结果。     

多发射天线STBC-SCFDE系统的性能研究

针对频率选择性衰落下2根以上发射天线的空时分组码—单载波频域均衡系统(STBC-SCFDE),提出了编码方案和检测方案的一般过程,并分别以3根及4根发射天线为例给出了具体的发射方案和接收方案。仿真结果表明,该方案下的多发射天线STBC SCFDE,在最大时延达到数10个符号周期的情况下仍然具有优良的性能,因而在高速无线通信中具有广阔的应用前景。     

多载波频率分集CDMA系统的通用矩阵模型及在瑞利衰落信道中的性能

提出一种通用的多载波频率分集CDMA系统基带发射、瑞利信道以及相关接收的矩阵信号分析模型。通过分析可以看出，多载波频率分集CDMA系统是一种高效的并行调制技术，它使信道和信号之间的卷积关系变成了线性加权关系，有效地抑制了符号间干扰和码间干扰，同时还具有频率分集的优点。对多载波频率分集CDMA系统在BPSK调制下的理论误码性能进行了深入探讨，给出了一种新颖的单用户系统和多用户系统的误码率分析方法。通过高斯近似法和Monte-Carlo模拟方法得到的数值仿真结果表明：瑞利衰落信道下，多载波频率分集CDMA具有良好的抗多径效果：随着用户数的增加，系统性能下降；在无线宽带数据业务传输中的性能大大优于CDMA，应用前景广阔。     

发射分集中空时编码及其性能的研究

介绍了发射分集技术中用于抗信道衰落和提高系统容量的空时分组码的基本特点,并对它进行了性能分析和仿真。     

基于未量化加权值的闭环发射分集性能

基于未量化的加权值对闭环发射分集的性能进行了理论推导,并从未编码误比特率的角度对它在单径和多径Rayeigh衰落信道下的性能进行了仿真。结果表明,CLTD能有效地改善信号的接收性能,且比STTD表现优良,而当无线信道环境为高速移动信道,信道相关很差,它的性能急剧下降,不能时信号的接收有多少改善。     

基于信道编码及空时编码级联的两用户协同分集

传统协同分集通过使网络中各单天线用户共享彼此天线,形成虚拟多天线阵列来实现空间分集,使得体积和功耗受限的网络终端也能获得分集增益,然而这并没有将信道编码和空时编码结合起来以使系统得到编码增益。为了能够获得编码增益来进一步改善系统性能,本文提出了一种基于信道编码和分布式空时分组码级联方式下的两用户协同分集方案,并且在准静态的瑞利衰落信道下对系统误码性能进行了理论推导和系统仿真,给出了误比特率的上限解析表达式。在协同用户间信道存在噪声的情况下,我们分别对CRC-DSTBC和CC-DSTBC级联下的发射方案进行了性能分析和系统仿真。仿真结果表明:即使协同用户间的信道存在噪声,本文所提出的协同分集方案与传统协同分集相比,不但获得了分集增益,同时也得到了编码增益,系统误比特率大大降低,从而显著提高了系统性能,并且这也和理论分析相吻合。     

异步协同系统频选信道下基于线性预处理的DSTC结构设计

在协同中继系统中,应用分布式空时码(Distributed Space Time Coding, DSTC),可以在有效提高系统效率的同时获得全协同分集。但是,各中继节点的异步传输和节点间的多径衰落会破坏空时码字的结构,使之不能获得全分集。本文针对两中继的异步协同系统,提出了一种频率选择性信道下的基于线性预处理的DSTC传输结构。在此传输结构中,源节点对发送数据块进行预处理后发送给中继节点,中继节点对接收信号进行简单的共轭重排等处理,使得在目的节点形成DSTC的结构。其中,为抵抗异步传输和多径衰落引入的符号间干扰(Inter-symbol Interference, ISI),在源节点处和中继节点处均加入循环前缀(Cyclic Prefix, CP)。于是目的节点对接收到的信号进行DFT处理后,可以运用ML算法对数据信息进行检测。理论分析和仿真表明,当存在定时误差和节点间为频率选择性信道时,目的节点运用ML检测算法该传输结构可获得全空间分集和全多径分集。然后,本文考虑了信道各径延迟为整数倍符号周期的情况,并且证明了该传输结构的分集增益只与节点间信道的有效信道长度有关。      

CDMA系统中的空时发射分集方案及其在MIMO MC-CDMA中应用的研究

 本文结合了空时发射分集技术能够有效地对抗信道衰落、提高系统容量和多载波码分多址(MC CDMA)具有高效频谱利用率、对频率选择性信道鲁棒性的优点,提出了CDMA系统中两种新的空时发射分集方法,研究了这两种空时发射分集方法在MIMO MC-CDMA系统中的应用,并与基于空时分组编码的发射分集方法分别在MIMO CDMA和MIMO MC-CDMA两种系统下进行了仿真比较.     

基于机会OFDMA中继的协同分集系统性能分析

机会中继能够在多中继节点的情况下灵活方便地实现协同分集,与采用分布式空时编码(DSTC)实现协同分集相比大大简化了物理层的复杂度,并且能够获得相同的分集增益。鉴于OFDM技术可以有效地抗频率选择性衰落,在机会中继的基础上结合OFDM技术,研究多用户协同分集系统性能。提出了机会OFDMA中继的方法,理论上推导了此方法能够带来完全分集增益,并仿真验证了结论。     

一种在宽带无线网络环境下的协作分集方法

协作通信可以使单天线的移动终端共享它们的天线而产生虚拟多发射天线阵列以获得发射分集。提出了一种在频率选择性衰落信道条件下的协作分集方法,信宿不仅利用转接节点转发的信号而且还利用了信源直接传来的信号来进行解码。通过计算机仿真,比较了考虑信源到信宿的直接传输的协作方法和未考虑信源到信宿的直接传输的协作方法的误比特率性能。结果表明,考虑信源到信宿的直接传输可提高系统的协作分集增益。     

The theoretical BER performance analysis of a cooperative diversity scheme in frequency selective fading channel

A novel cooperative diversity scheme based on Distributed Space-Time Block Coding and Multi-Carrier Code Division Multiple Access (DSTBC-MC-CDMA) is proposed which works well in frequency selective fading channels with multiple single-antenna users. And an analytical error model is established to describe the symbol decoding errors between interusers, based on which a close form expression for theoretical Bit Error Rate (BER) performance of the scheme is derived to analyze the influence of the interuser decoding errors on the BER performance of the scheme. Then simulation is complimented to verify the analytic result above, which also shows that the BER performance of DSTBC-MC-CDMA outgoes that of non-cooperative MC-CDMA with considerable gains. Further- more, the simulations coincide with the theoretical results well.     

部分信道状态信息合作网络中的分布空时编码

文章提出了基于Jing-Hassibi的合作分集协议和Rajan-Rajan的普通非正交放大传送(GNAF)协议的完全分集分布空时编码,重点讨论了部分信道状态信息中继信道中的分布空时编码设计.     

A MC-CDMA Mobile Communication System Employing Pre-Rake and Transmit Diversity

In this paper, a multi-carrier code division multiple access (MC-CDMA) downlink mobile communication system employing pre-rake and dual transmit diversity is proposed. It combines high spectral efficiency with an immunity to channel dispersion and fading. It also ensures small size, cost and power consumption of the terminal. Theoretical and simulation results for the system under consideration are obtained. Depicted results show appreciable improvements of the proposed system over those previously known.Emad K. Al-Hussaini received his B.Sc degree in Electrical Communication Engineering from Ain-Shams University, Cairo, Egypt, in 1964 and his M.Sc and Ph.D. degrees from Cairo University, Giza, Egypt, in 1974 and 1977, respectively. From 1964 to 1970, he was with the General Egyptian Aeroorganization. Since 1970, he has been with the Department of Electronics and Communications, Faculty of Engineering, Cairo University, and is currently professor there. He was a research fellow at Imperial College, London, UK, and at the Moore School of Electrical Engineering, University of Pennsylvania, Philadelphia, PA, USA, in the academic years 1976/1977 and 1981/1982, respectively. In 1990, he received the Egyptian national encouragement award for outstanding engineering research. He has written several papers for technical international journals and conferences. His research interests include signal processing, fading channel communication, modulation, and cellular mobile radio systems. Dr Al-Hussaini is a senior member of IEEE. He is listed in Marquis Whos Who in the World and in the IBC (International Biographical Center, Cambridge) for outstanding people of the 20th century.Hebat-Allah M.Mourad received her B.Sc, M.Sc and Ph.D degrees in Electrical Communication Engineering from Cairo University, Egypt, in 1983, 1987 and 1994 respectively. Since 1983 she has been with the Electronics and Communications Department, Faculty of Engineering Cairo University and is currently associate professor there. Her research interests include mobile communications, satellite communications and optical fiber communications.Fatma A. Newagy received her B.Sc and M.Sc degrees in electrical communication engineering from Cairo University, Egypt in 1998 and 2002 respectively. Since 1999, she has been a research assistant with the Department of Electronics and Communications, Faculty of Engineering, Cairo University. She is pursuing her Ph.D. there. Her research interests include mobile communications and modulation techniques for spread spectrum and wireless communications.     

无线传感网物理层协作分集的性能分析

该文针对无线传感网中的远距传输问题,研究了一种无需网络同步和正交信道的协作分集方法的性能,给出了在两种典型信道中当解码转发存在误差传播时远程目的节点的误码率及分集指数;分析了当转发节点间为白高斯信道时增加协作节点数能够提高目的节点性能的条件。研究结果表明,当转发节点间为白高斯信道时,只要转发节点处于正常工作点,增加节点数就能提高目的节点的性能;当转发节点间为瑞利平衰落信道时,只有当转发节点处于一定位置时,协作分集相对于直接发送或传统空间分集才有性能增益;当转发节点间为瑞利平衰落信道时增加跳数性能更好,为白高斯信道时增加分支数更有效;当转发节点间为瑞利平衰落信道时,误差传播将使目的节点的分集指数为1,但在较低信噪比条件下对分集性能影响很小。     

基于空时分组编码的协同通信系统性能的研究

该文提出了一种基于空时分组编码的协同通信方案(WCC-STBC),通过理论分析得到了系统的误码率传输特性,并给出了Monte Carlo仿真结果。理论分析和仿真结果表明：WCC-STBC方案通过临近用户之间的空时协同发送可获得分集增益,增益的大小与协同信道及各用户信道的传输特性有关。在误比特率为10-3,两用户间协同信道的传输特性优于各用户(假设各用户传输特性相同)5dB时可获得约3dB的分集增益;一个用户信道的传输特性(假设其与两用户间协同信道传输特性相同)优于另一用户5dB时,信道传输特性较差的用户可获得约5dB的性能提升,且较好信道用户的性能损失并不大,仅约0.5dB。     

一种 1x2x4分布式空时编码异步协作方案

协作分集技术可以有效提高移动通信系统的容量和可靠性。近年来,分布式空时码（DSTC）被广泛应用到协作分集系统以实现空间分集增益。然而,时间异步和频率异步会使正交DSTC的码字结构受到破坏,严重影响系统性能。本文针对时间异步的协作通信系统,提出一种基于分布式Alamouti STBC的1x2x4异步协作方案。对这种方案进行了理论分析和算法推导,并且重新定义了中继节点归一化后的发射信号幅度。仿真结果表明该方案的误比特率性能具有明显优势,能在时间异步的协作通信系统中很好地发挥多天线接收性能。     

基于任一随机选择转接节点的协作分集方法及其中断概率分析

 转接节点的选择是协作通信中的一个比较重要的问题.在许多实际情况中并不是所有节点都参与转接,本文研究了在所有潜在的转接节点中任选一个节点作为转接节点的协作分集方法,推导了这种协作分集方法中断概率的上界和下界.理论计算和仿真结果表明该协作分集的 中断概率的上界基本不随潜在的转接节点的数目的增加而变化,而下界却随潜在的转接节点的数目的增加而显著降低.     

频率选择性衰落信道中一种低复杂度的正交空时分组码译码算法

针对正交空时分组码在频率选择性衰落信道中正交性被破坏的问题,该文提出了一种基于干扰对消的译码方案。该方案借鉴D-BLAST系统的检测方法,采用干扰抵消和干扰置零方法消除多径干扰,从而有效地检测出期望信号。理论分析和系统仿真表明,与迭代干扰抵消算法相比,该译码方案在有效地改善系统误码性能的同时,降低了译码复杂度,尤其适用于信道阶数较小的环境。     

一种基于协作分集技术的切换机制

现有切换管理机制主要采用基于提前切换准备的方法来降低切换过程中的服务中断时间,但是这类切换机制对移动预测算法具有很高的依赖性,因而实际部署的效果不佳。为解决该问题,该文提出了基于协作分集技术的切换机制,通过在切换过程中引入异构协作分集,延长了切换过程中源基站能够为移动终端提供服务的时间,降低对移动预测算法的依赖,从而很好地解决了现有移动管理机制的不足。