A novel QO-STBC scheme with linear decoding for three and four transmit antennas

In this letter, we propose a quasi-orthogonal spacetime block coding (QO-STBC) scheme with maximum likelihood (ML) decoding via simple linear detection. A conventional QOSTBC scheme can achieve the full rate, but at the cost of decoding complexity and diversity gain. These disadvantages of the conventional QO-STBC scheme are mainly a result of interference terms in the detection matrix. In this letter, we propose a new QO-STBC scheme which eliminates interference terms. The proposed method achieves improved diversity gain with respect to the conventional QO-STBC scheme, as well as a great reduction in decoding complexity.     

旋转星座下匙孔信道的四元素准正交空时分组码研究

提出了一种基于匙孔信道的旋转四元素准正交空时分组码(QQOSTBC-CR,Constellation Rotation Quaternion Quasi-Orthogonal Space Time Block Code),该码可以通过极化天线进行发射和接收,设计出发射天线数为8的QOSTPBC-CR,并对N＝8的情况进行成对译码,最后与匙孔信道下传统旋转准正交空时分组码(QOSTBC CR,Constellation Rotation Quasi Orthogonal Space Time Block Code)、准正交空时分组码(QOSTBC,Quasi Orthogonal Space Time Block Code)以及瑞利信道下QQOSTBC-CR进行了仿真比较.结果表明:对4个发射天线的情况,当BER＝10(-3)时,BPSK和QPSK调制下本文所提QQOSTBC-CR分别比QOSTBC-CR有4.5dB和7dB的增益,分别比瑞利信道下QQOSTBC-CR有-4dB和-3dB的增益.     

一种新的准正交空时分组码的设计

ABBA码是一种可用于3个以上发射天线系统的准正交空时分组码,该方案虽然可以实现全速率传输,但是其译码复杂度高。针对上述缺点提出了一种基于星座旋转的能够实现满分集增益、全速率传输的准正交空时分组码,给出了接收端最大似然译码的独立译码方案,简化了译码过程,降低了译码复杂度,仿真结果表明其误码性能与ABBA码相比得到了较大的改善。     

适于匙孔信道的准正交极化空时分组码及性能分析

构建了一种适于匙孔信道的满码率极化准正交空时分组码以改善其误比特率性能,采用快速最大似然译码算法进行译码,并与匙孔信道的传统准正交空时分组码、单中继瑞利信道和单中继匙孔信道的极化准正交空时分组码分别进行误比特率的仿真和比较.结果表明:在相同SNR条件下,本文构建的分组码比传统准正交分组码具有更低的误比特率;与两种单中继极化准正交空时分组码相比,在SNR较高情况下本文分组码具有更好的性能.     

一种面向长期演进的空时分组传输方案

移动基站MS（Mobile Station）在LTE-A（Long Term Evolution-Advanced长期演进）协议中要求上行链路的数据要在双天线和三个时隙中传输,这就使得针对LTE的空时分组码有了一个新的应用点.本文在传统的STBC（Space-Time Block Coding空时分组码）的基础上,通过改进,提出一种新的传输方案,使得数据实现在三个时隙使用双发射天线的传输.该方案特点：（1）它可以实现传输的全速率和全分集;（2）它的最大似然译码（Maximum Likelihood,ML）需要联合三个实信号;（3）它的最小行列式值并没有通过信号星座图的改变而变化;（4）它与单天线传输的模式相兼容.仿真结果显示提出的方案比传统的准正交空时分组码QSTBC方案和Alamouti方案在相同信噪比（SNR）的情况下有着更好的误比特率（BER）.     

一种咬尾双二进制Turbo码并行译码方案

针对双二进制Turbo译码使用并行、滑动窗联合译码技术时,其咬尾的编码构造和窗分割导致边界状态值难以获取的问题,提出了一种新咬尾Turbo码并行、滑动窗译码方案——扩展交叠方案.该方案采用了边界状态盲估计和滑动窗状态回溯两种新译码技术.相比于传统的边界状态度量传播方法(又称迭代法),新方法一方面提高了边界状态度量的准确性,从而加快了译码收敛速度,一定程度上减小了高信噪比下的性能损失;另一方面避免了存储前一次译码的迭代度量值,更有利于硬件设计.仿真表明,新方案在64左右的中等窗长下即可消除并行和滑动窗影响,逼近原始无并行无滑动窗译码的性能,且窗长越小,其相较传统迭代法带来的译码性能增益就越明显.该方案具有较好的实用性和应用价值,可以满足5G的高速率、低时延和低存储的数据传输要求.     

一种基于混合星座编码的全速率全分集准正交空时分组码

准正交空时分组码对发射天线数大于2的复信号能够实现全速率的发射,它在低信噪比的情况下有比较好的性能,但是由于准正交空时分组码不是全发射分集的,因而在高信噪比时性能并不优越。为了改善准正交空时分组码在高信噪比时的性能,本文采用对准正交空时分组码进行混合星座编码的形式来提高准正交空时分组码的分集度。仿真及计算结果显示,采用混合星座编码能在少量频带利用率损失的情况下大幅提高准正交空时分组码的性能。     

Combined simplified maximum likelihood and sphere decoding algorithm for MIMO system

In this article, a new system model for sphere decoding （SD） algorithm is introduced. For the 2 × 2 multipleinput multiple-out （MIMO） system, a simplified maximum likelihood （SML） decoding algorithm is proposed based on the new model. The SML algorithm achieves optimal maximum likelihood （ML） performance, and drastically reduces the complexity as compared to the conventional SD algorithm. The improved algorithm is presented by combining the sphere decoding algorithm based on Schnorr-Euchner strategy （SE-SD） with the SML algorithm when the number of transmit antennas exceeds 2. Compared to conventional SD, the proposed algorithm has low complexity especially at low signal to noise ratio （SNR）. It is shown by simulation that the proposed algorithm has performance very close to conventional SD.     

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。     

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.     

旋转星座下极化准正交空时分组码及性能分析

设计了发射天线数分别为8和6、码率为3/4的极化准正交空时分组码,对星座图进行最佳角度旋转,接收机采用成对译码算法,并对未旋转-极化、旋转-极化、未旋转-传统、旋转-传统这4种准正交空时分组码进行了仿真比较.结果表明,在相同条件下,当采用双极化天线时,星座图旋转对系统误码率性能改善不明显;当采用单极化天线时,旋转对系统误码率性能改善明显.     

Partitioned scheduling for sphere decoding with runtime constraints for practical MIMO communication systems

This paper presents an effective scheduling scheme for sphere decoding (SD) with runtime constraints, targeting the practical multiple‐input multiple‐output (MIMO) communication systems where neither the interleaving scheme nor its block size cannot be designed freely. The proposed scheme imposes runtime constraints on SD to distribute the errors due to the early termination of SD. Because the distributed errors may be corrected effectively by forward error correction, the error‐rate performance can be improved; experimental results show that the performance improvement is approximately 2dB in terms of the signal‐to‐noise ratio to achieve a bit‐error rate of 10^?4 in 4 × 4 16‐QAM MIMO systems. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

低复杂度的基于迭代译码的LDPC编码方法

基于迭代译码的LDPC编码方法,是一种分两个阶段编码的方法,然而对校验矩阵的列交换以及添加新行都会增加编码所需的存储资源.文中着力于寻找低复杂度实现该编码算法的校验矩阵,首先研究了重复累积(RA)码的基于迭代译码的编码实现,然后针对802.11n[1]和802.16e[2]中一种类RA码的LDPC码,提出了另一形式的分阶段编码,可以降低编码复杂度.     

SBAS卫星信号的Viterbi译码优化方案

为了减少硬件处理的时间浪费,针对经由卷积编码的SBAS(Satellite-based Augmentation System )卫星信号,提出一种优化的Viterbi译码处理方案.该方案对译码数据流进行截断处理并进行性能补偿,通过Matlab平台对其进行建模仿真.仿真结果表明,该方案能够在节约硬件存储容量和减少数据处理压力的同时,获得与传统译码同等的译码性能,这为硬件实现提供了很好的参考依据.     

Turbo码的一种全新的SOVA译码算法

SOVA算法因其译码时延低于MAP算法已成为Turbo码的实用译码算法。本文提出了一种放弃软判决值更新处理的全新的SOVA算法。该算法的独到之处在于,综合利用对栅格图的正向和反向搜索,从而实现了通过全局路径比较来产生软输出值。仿真结果表明,与传统SOVA算法相比这种全新的SOVA算法在不会明显增加译码计算量的前提下,显著地改善了译码性能。同时,其误码率性能在高信噪比时略优于Max-Log-MAP算法,并且已经逼近MAP算法。     

一类三元线性分组码的译码

Ｐｌｅｓｓ［１］证明了三元（１２，６，６）Ｇｏｌａｙ码具有一种双层结构，并据此给出了该码的快速硬判决译码算法。本文推广了Ｇｏｌａｙ码的Ｐｌｅｓｓ结构，给出了由三元（ｎ，ｋ，ｄ）线性分组码构造的三元（３，ｎ＋ｋ，≥ｍｉｎ（ｎ，２ｄ，６））线性分组码，其中包括（１２，６，６）Ｇｏｌａｙ码和（１８，９，６）码，并以三元（１８，９，６）码为例给出了这类码的最大似然软判决译码算法。     

基于译码前传协作中继网络的类准正交线性分散码

提出了一种基于译码前传协作中继网络的类准正交线性分散码,该码的码字矩阵实部和虚部可以分解成满足准正交设计的实码字矩阵;对接收端的译码考虑了2种方式,一种是对总的接收信号进行快速最大似然译码,另一种是对经过中继和未经过中继的接收信号分别进行快速最大似然译码;分析了2种方式的计算复杂度,对2种方式的信道容量、中断概率和误比特率等特性进行了仿真对比,结果表明,在相同条件下,方式2比方式1信道容量更高,中断概率和误比特率更低,但计算复杂度更高.     

极化码的多比特译码算法研究

针对极化码的连续消除列表（successive cancellation list,SCL）译码算法的高时延问题,提出了基于对数似然比的多比特SCL（multi-bit SCL,MSCL）译码算法,可以在一个判决时刻同时译出多个码字比特,在不损失译码性能的前提下,将译码时延由3N-2个时钟降为4N/M-2个时钟,相比于现有的多比特SCL译码算法,MSCL译码算法具有更低的路径度量值计算复杂度。为了降低循环冗余校验（cyclical redundancy check, CRC）辅助的SCL（CRC aided SCL,CA-SCL）译码算法的译码时延以及存储空间,提出了分段CRC辅助的MSCL（segmented CRC-aided MSCL,SCA-MSCL）译码算法,并提出了分段信息码字长度修正算法,来保证在信息位索引集A不变的前提下,实现每一分段结尾处对应的信息位索引能够被M整除。SCA-MSCL算法可以借助多个CRC判决来尽可能早地输出译码码字,从而减少译码器的存储空间以及译码时延。     

一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法

极化码作为一种纠错码,具有较好的编译码性能,已成为5G短码控制信道的标准编码方案。但在码长较短时,其性能不够优异。提出一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法,在原有的奇偶校验位后设立增强校验位,对校验方程中信道可靠度较低的信息位进行双重校验,辅助奇偶校验码在译码过程中对路径进行修剪,以此提高路径选择的可靠性。仿真结果表明,在相同信道、相同码率码长下,本文提出的新型编译码方法比循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码级联极化码、奇偶校验(parity check,PC)码级联极化码误码性能更优异。在高斯信道下,当码长为128、码率为1/2、误码率为10-3时,本文提出的基于增强PC码级联的极化码比PC码级联的极化码获得了约0.3dB增益,与CRC辅助的极化码相比获得了约0.4 dB增益。     

一种参量可调的多元LDPC译码算法及其能耗分析

在加权比特可靠度(Weighted Bit-reliability，wBRB)多元低密度奇偶校验(Low Density Parity Check，LDPC)译码基础上，提出了一种参量可调的译码算法。迭代过程中的比较参量不再使用固定的硬判决符号，而是基于大数逻辑准则选取最为可靠的外信息符号作为标准的比较参量，提高距离修正参数选取的准确性。在复杂度分析方面，提出了一种基于能耗的综合评判准则，将元素间的操作折算到相应的能量消耗指标上，可更加科学、直观地对不同算法的译码复杂度进行统一衡量。仿真结果显示，所提出算法的错误平层略低于原算法，其增加的能耗几乎可以忽略。