电子学报

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张玲, 张贤达

电子学报. 2007, 35(6A): 1-6.

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本文首先介绍了MIMO-OFDM系统模型,然后讨论了研究MIMO-OFDM移动通信系统信道估计的意义.紧接着对MIMO-OFDM系统目前存在的几种典型盲信道估计算法进行分析和讨论.最后总结和展望了MIMO-OFDM系统信道估计算法的研究方向和关键问题.

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新型天线技术与电波传播特性研究

冯正和, 杜正伟

电子学报. 2007, 35(6A): 7-12.

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本文介绍了我们近年来在电磁带隙结构、多(单)天线系统、多(单)天线信道特性方面的研究工作和主要研究结果.主要包括:电磁带隙结构小型化、宽带化技术,小型化、多频带/宽频带天线单元,适用于多输入多输出通信系统的手机多天线系统,室内外环境下的多(单)天线系统的信道特性等方面的主要研究结果.

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多天线系统中有限反馈的码本设计

张雷, 李少谦, 郑洪明, 吴晓芸

电子学报. 2007, 35(6A): 13-18.

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在多天线无线通信系统中,发射机利用来自接收机有限反馈的信道方向信息,能够提高系统容量和降低误码率.有限反馈的关键是码本设计,本文综述了近年来这一领域的研究成果.码本设计主要包括基于Grassmann流形中子空间包和基于信源编码中向量量化的两种方案,涉及对象包括不同类型的多天线信道和发射数据流模式.详细介绍了这两种方案的原理和相应算法,并比较了它们的异同点.

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基于串行干扰消除的V-BLAST检测

丁子哲, 张贤达

电子学报. 2007, 35(6A): 19-24.

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贝尔实验室分层空时结构(BLAST)是实现多输入多输出(MIMO)无线通信系统空时复用并获得容量增益的一种重要技术.本文将以垂直BLAST(V-BLAST)为主要对象,综述基于串行干扰消除的V-BLAST检测算法及相应的复杂度和误码性能,并对其发展作了有关展望.

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新型基于QR分解的低复杂度MIMO迭代接收机

陈亮, 李建东

电子学报. 2007, 35(6A): 25-29.

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本文提出了一种应用于MIMO系统的新型低复杂度迭代接收机.接收端采用基于QR分解的干扰抵消,对不同层分组并进行部分并行干扰抵消,组内采用MAP联合检测输出软信息,通过交织解交织器将软入软出检测器与turbo迭代译码器级联起来,经过迭代有效的消除了多天线间的干扰.文中采用三维外信息转移图分析了接收机迭代过程.与传统基于QR分解的串行干扰抵消迭代接收机相比性能有了极大提高,并且受信噪比估计误差的影响较小.

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Keyhole信道下正交空时分组码的性能分析

赵宏志, 唐友喜, 李少谦

电子学报. 2007, 35(6A): 30-34.

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在某些加MIMO(multiple-input multiple-output)衰落环境下,发射或者接收信号不相关,但是系统的信道容量依然很低,这种现象称之为Keyhole效应.本文针对Keyhole衰落加MIMO信道,在任意的收发天线数目下,对正交空时分组码进行了性能分析,通过矩生成函数的分析方法,分析了Keyhole信道可以提供的分集增益,给出严格的封闭的符号错误概率表达式.并且针对收发天线数目不相等的情况,给出简洁的近似结果.在Keyhole衰落信道下的计算机仿真表明,严格的分析结果与仿真结果一致,在高信噪比下,近似表达式也与仿真的结果吻合.

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MIMO相关信道估计中训练序列的最优结构和最佳长度

庞继勇, 李建东, 赵林靖

电子学报. 2007, 35(6A): 35-40.

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针对存在空域相关性的多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)信道,首先设计了适用于任何给定长度的最优训练序列,该序列能够充分利用已知的信道相关信息,且具有估计均方误差最小化的特性.在此基础上,分析了相关信道下采用训练估计的数据传输机制所能达到的容量下界,得出了满足估计准确性和数据速率最优折中的最佳训练序列长度.最后,通过仿真验证了本文给出的训练序列的性能和最佳长度取值的有效性.

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应用于Alamouti空时分组码的自适应卡尔曼信道估计

龚树平, 王军, 李少谦

电子学报. 2007, 35(6A): 41-45.

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本文提出了一种应用于Alamouti空时分组码系统的联合数据检测和信道估计方案.该方案采用了一种可跟踪信道统计特性变化的新的动态信道模型,并提出了相应的自适应卡尔曼信道估计方法.该方法利用序贯更新先验信息的序贯可信度最大化方法估计系统方程的噪声方差,不需要估计最大多谱勒频移.与传统的卡尔曼信道估计相比,该方法具有较低的复杂度.仿真结果表明,本文所提方法的性能优于传统卡尔曼信道估计,特别是对于不同的最大多谱勒频移环境具有鲁棒性,具有实际应用的价值.

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频率选择性快衰落信道中的MIMO-OFDM系统检测算法研究

曹琲琲, 李建东, 杨家玮

电子学报. 2007, 35(6A): 46-53.

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当MIMO-OFDM(Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统工作于频率选择性快衰落信道时,子载波正交性会受到破坏从而引入子载波间干扰(Inter-Carrier Interference:ICI).ICI的存在将严重降低那些传统的用于检测准静止频率选择性衰落信道下MIMO-OFDM的检测算法的性能.本文将Schniter针对SISO(Single Input Single Output)OFDM系统提出的最优线性预处理扩展到MIMO-OFDM系统,基于这个信号模型推广了基于最小均方误差滤波的迭代软判决干扰抵消(Minimum Mean Square Error filtering based Iterative Soft'Decision Interference Can- cellation:MMSE-ISDIC)逐符号检测算法,同时提出一种基于准最大后验概率准则的迭代软判决干扰抵消(quasi-maximum A posteriori probability based ISDIC:quasi-MAP-ISDIC)联合检测算法.仿真结果表明在本文考虑的系统参数设定下这两种检测算法的性能均优于文献[8]中算法的性能,其中quasi-MAP-ISDIC检测算法能够获得接近基于理想ICI抵消的MAP检测算法的性能.

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V-BLAST系统中使用估计信道状态信息的IC-MMSE迭代检测算法

李建东, 曹琲琲, 杨家玮

电子学报. 2007, 35(6A): 54-59.

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针对Vertical Bell Laboratories Layered Space-Time(V-BLAST)系统中干扰抵消-最小均方误差滤波(Interfer- ence Cancellation-Minimum Mean Square Error filtering:IC-MMSE)迭代检测算法,本文对使用实际估计CSI(Channel State In- formation)的IC-MMSE迭代检测算法进行了研究.通过在MMSE滤波中考虑信道估计误差,提出了修正的MMSE滤波.与忽略信道估计误差的MMSE滤波相比,修正的MMSE滤波能够获得较小的均方误差.仿真结果表明采用修正的MMSE滤波能够获得显著的性能增益,同时不会增加计算复杂度.

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认知无线电环境下MIMO-OFDM系统的无线资源管理

陈东, 李建东, 李维英, 马静

电子学报. 2007, 35(6A): 60-63,53.

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本文以IEEE802.22无线广域网标准为基础,研究了认知无线电环境下MIMO-OFDM系统中分布式无线资源管理问题.基于博弈理论分析,文中首先证明了在全局容量最大化的博弈情况下分布式多用户信道功率分配是Supermodular博弈,并给出了相应的分布式多用户信道功率分配算法,并进一步给出了在认知无线电环境下MIMO- OFDM多用户子载波功率分配问题的解决方法.仿真结果表明,本文算法通过有限的重复博弈,可以有效的提高网络容量.

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一种新型的多用户OFDM系统资源分配策略

薛晓洁, 赵林靖, 刘鹏

电子学报. 2007, 35(6A): 64-68.

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在多用户正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中,系统容量和用户公平性不能同时兼顾,本文提出了一种综合考虑系统容量和用户公平性的资源分配算法.该算法利用多用户的分集增益,根据用户的实时信道状态和传输速率要求,合理的选择用户接入的时刻,既保证了用户公平性又提高了系统容量,达到时频二维空间优化系统的效果.仿真结果表明,本算法在不增加算法复杂度和不损失用户公平性的前提下,有效的提高了系统容量.

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几种LDPC码的最小汉明距离的计算

林灯生, 李少谦

电子学报. 2007, 35(6A): 69-73.

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本文提出一种计算LDPC码的真实最小汉明距离的方法.该方法能够用来计算多种LDPC码方案的真实最小汉明距离,比如准循环LDPC码、pi-旋转LDPC码等.该方法是通过计算码的环长间接地找到LDPC码最小距离,由于计算环长的计算量要远比直接计算最小汉明距离来得低,因而该算法能够在有限时间内找到LDPC码的真实最小距离.通过仿真表明,用目前主流的个人计算机利用该方法找出一个有最小距离24的码率为1/4的准循环LDPC码最小距离大概需要花77分钟.

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一种展宽电磁带隙结构的带隙带宽的新方法

张丰敏, 杜正伟, 王蔷, 龚克

电子学报. 2007, 35(6A): 74-77.

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本文通过对电磁带隙(EBG)结构等效电路的分析,研究了展宽其带隙带宽的方法,提出了一种新型的实现方法——组合单元法.以金属贴片表面螺旋电感的EBG结构为例,验证了该方法的有效性和正确性.为解决EBG结构存在的带隙带宽较窄的问题提供了一种新的思路.

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有限反馈MIMO系统中一种基于双码本的功率分配与预编码方案

刘建国, 杨绿溪

电子学报. 2007, 35(6A): 78-82.

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研究表明,有限反馈预编码能有效利用信道信息提高MIMO系统频谱效率,在此基础上,在发射端进行功率控制将使频谱效率得到进一步提升.为了最大化有限反馈MIMO系统的频谱效率,本文提出了一种基于自适应调制的功率分配与预编码方案.为了减少反馈量,该方案通过双码本方式来反馈预编码矩阵和功率控制矢量,并给出了一种基于K-均值聚类的功率码本设计方法.仿真结果表明,该方案的反馈信息量少,且获得了较好频谱性能.

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OFDM系统动态资源分配研究

卫国, 唐志华

电子学报. 2007, 35(6A): 83-87.

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OFDM(正交频分复用)系统中的动态资源分配能够有效地利用有限的系统功率和频谱资源,提高系统性能,被广泛研究.本文重点讨论了单用户、多用户及多小区OFDM系统中的资源分配问题,综述了现有的研究成果,总结了热点研究方向,为以后的研究奠定了基础.

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MIMO-OFDM系统的半盲迭代接收机

王东明, 侯晓赟, 尤肖虎

电子学报. 2007, 35(6A): 88-92.

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针对存在多载波窄带干扰的多输入多输出正交频分复用系统,本文提出了基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的迭代接收机.该方法不仅可以精确地估计出信道脉冲响应,还可以估计出噪声方差以及脉冲噪声发生的位置,这样接收机能够对窄带干扰区别对待,从而有效提高系统性能.该方法的另一个优点是,易于和软输入软输出译码结合,从而完成Turbo接收.仿真结果表明,在慢衰落信道下,与理想信道状态信息下的接收算法仅有3dB差别.

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联合波束成型分组排序线性离散码及其检测方法

金江, 汪俊芳, 朱光喜

电子学报. 2007, 35(6A): 93-97.

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针对多入多出(MIMO)相关信道,提出联合波束成型分组排序线性离散码(BO-JBLDC)及其解码方法.发送天线被分割成多个组,每组进行独立的线性离散码(LDC)编码来获得空分复用增益.采用发送和接收特征波束成型降低信道相关性的影响.提出新的后排序分组干扰抑制与抵消解码方法及其循环迭代机制,消除组间干扰,使得各组均获得满接收分集增益.结果显示BO-JBLDC能获得高频谱效率并适用于任意天线配置,尤其在大天线数、高速率情况下可以明显降低解码复杂度,提高编码增益.

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一种基于线性星座预编码和坐标交织的空时频发射方案

麻清华, 杨绿溪

电子学报. 2007, 35(6A): 98-103.

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为获得存在多径衰落的MIMO-OFDM系统中高速率传输方案,给出了一种基于线形星座预编码和坐标交织的速率为1的简单空时频分组码.该传输方案通过线性星座预编码来获得频率分集增益,通过坐标交织变换来获得传输速率为1,且能适当改善系统的误码性能.仿真结果表明,与传统的结合空时码的OFDM系统相比,该方案能获得更大的分集增益、更高的频谱效率和更好的误码性能.在误码率为10^-2的未加信道编码的条件,本文方案与传统方案相比,至少能够提供约4dB的性能增益.若在接收端采用MMSE等线性接收方案,本文方案的计算复杂度并没有明显的增加.

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基于CRLH结构的移相器和功分器设计

鲍迪, 林先其, 崔铁军

电子学报. 2007, 35(6A): 104-107.

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本文基于一种新型左右手复合结构(CRLH)的非线性相位特性,设计了一系列0度、90度移相器和等相位、90度移相功分器,并总结出设计公式.其尺寸远远小于传统器件,而功能相当.全波仿真结果和部分实验结果验证了该结构的有效性.

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基片集成波导中的混合左右手结构及其应用

赵晖, 崔铁军

电子学报. 2007, 35(6A): 108-111.

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混合左右手传输线是一种应用电路实现的新型人工电磁媒质,具有很多新颖的特性.而基片集成波导作为一种新型传输线具有高Q值和低辐射,在毫米波应用中有很大潜力.本文提出了一种把混合左右手传输线结构和基片集成波导结合的方法,并且研究这种结构在频扫天线中的应用.全波仿真结果验证了所提方法的有效性.

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有序多重签名体制中阈下信道通信方法的研究

孟涛, 王建峰, 孙圣和

电子学报. 2007, 35(6A): 112-114,6.

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本文分析了阈下信道技术在数字签名中的应用,并以一种有序多重数字签名方案为例,对其中存在的宽带和窄带阈下信道进行了具体分析.提出了一种有序多重签名体制下的窄带阈下信道通信方案,通过实时性测试确定阈下信息位数,从而满足了传输信息容量与实时性的要求.

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基于身份的多重签密方案

孟涛, 张鑫平, 孙圣和

电子学报. 2007, 35(6A): 115-117.

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本文利用椭圆曲线上的双线性对提出一个新的基于身份的多重签密方案,解决以前的传统证书式多重签密方案的证书管理,传递等繁琐问题.并进行了安全性分析,在BDH问题是困难的假设下方案是安全的.签密能够在一个逻辑步骤内同时完成保密和认证两项功能,而其计算量和通信成本都要低于传统的"先签名后加密",在电子商务等方向有很好的应用前景.

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平面左手结构在微波器件及天线设计中的应用

程强, 林先其, 秦瑶, 刘若鹏, 崔铁军

电子学报. 2007, 35(6A): 118-126.

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自从2001年首次实现人工左手媒质以来,人们一直致力于制作大带宽、低损耗、易集成且具有左手特性的微波器件与天线.本文着重介绍两种基本的左手结构在平面微波电路中的应用,其一是左右手复合结构,其二为互补开口谐振环结构.近年来,这两种结构在微波器件及天线设计中得到广泛研究与应用.本文总结了国内外在这两个方面的研究进展,并结合我们在这方面所取得的成果,对平面左手电路的原理和应用进行了详细分析和说明.

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一种新颖的低复杂度MIMO-BICM迭代接收机设计

尤明厚, 陶小峰, 张平, 韩娟, 徐瑨, 李立华

电子学报. 2007, 35(6A): 127-130.

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本文提出了一种用于多入多出(MIMO)比特交织编码调制(BICM)系统的低复杂度迭代接收机方案.该方案在第一次迭代中采用线性最小均方误差(MMSE)滤波,而在随后的迭代中采用一种低复杂度MMSE结合软干扰消除(SIC)的算法来抑制残余干扰和噪声.该算法通过将软干扰消除后的残余干扰和噪声的各分量近似为不相关的随机变量,使得在MMSE滤波时不必矩阵求逆,从而大大降低了计算复杂度.仿真证实该方案可以获得和传统的基于MMSE结合SIC的方案几乎相同的性能.

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同频分布式FuTURE TDD第四代移动通信系统

刘宝玲, 陶小峰, 张平

电子学报. 2007, 35(6A): 131-135.

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针对第四代(4G)移动通信系统的基本需求,探讨了同频分布式FuTURE 4G TDD试验系统中的链路技术和同频分布式组网方案,给出了全链路方案设计参数以及基于可拓集合的软分数频率复用同频分布式组网方案.最后,结合外场测试环境,给出了现场实测误块率以及频率复用系数.

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一种支持宏分集策略的软分数频率复用方法

许方敏, 陶小峰, 许晓东, 张平

电子学报. 2007, 35(6A): 136-140.

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在3GPP2 AIE的框架标准中同时要求采用频率复用和宏分集,但是现有的频率复用方法是无法支持宏分集策略的.鉴于此,在软分数频率复用方法的基础上,基于可拓集合思想,通过建立可用频段与研究区域之间的物元模型,得到了一种能够在小区边缘支持宏分集的软分数频率复用方法.研究表明该频率复用方法在有效降低小区干扰的同时提高了频率利用率,同时小区边缘用户由于小区间干扰的协调以及宏分集策略带来的增益,性能得到了较大提高.仿真结果表明该方法有效地提高了小区边缘的平均容量.

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广义分布式网络架构下的多用户联合干扰抑制

徐瑨, 陶小峰, 刘宝玲, 张平

电子学报. 2007, 35(6A): 141-145.

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针对广义分布式网络架构中相邻小区多用户干扰抑制的理论空白,构建了干扰小区集合的系统模型,继而提出两种该架构下可行的多用户联合干扰抑制算法.其中,交叉迭代联合检测(CI-JD,Crossed Iterative Joint Detec- tion)算法利用多用户之间的逐级干扰消除,可以在运算复杂度增加不多的情况下显著改善系统性能;全局联合检测(G-JD,Global Joint Detection)算法通过对多用户信息的统一建模,有效抑制了相邻小区用户间的干扰,同时获得系统分集增益.仿真结果验证了本文所述两种算法的可行性及有效性.

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室内环境中UWB MIMO传输下的电磁仿真

李晓光, 杜正伟, 冯正和

电子学报. 2007, 35(6A): 146-151.

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构建准确有效的超宽带(UWB)信号室内多发多收(MIMO)的电波传播模型对于设计UWB MIMO系统而言非常重要.本文采用时域射线跟踪算法,根据时域几何光学理论(GO)和一致性绕射理论(UTD),编制了三维电波传播仿真程序,并利用该程序进行了室内信道的仿真,得到了以下结论:室内环境中,采用双发射天线对深衰落情况有所改善,但双发射天线引起的快衰落现象比单发射天线严重;采用多径接收的方法可以改善室内信号的接收性能;使用垂直极化发射天线时,垂直极化接收的场强较强;发射天线放置在房间中部比房间一端时的信道空间相关性低,双发射天线比单发射天线时的信道空间相关性低.

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MIMO系统中级联训练序列的频偏估计性能分析

吕卓, 李建东, 刘尧

电子学报. 2007, 35(6A): 152-156.

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在MIMO频率选择性衰落信道下,使用级联训练序列是解决频偏估计中相位模糊问题的方法之一.级联训练序列由若干个短序列和若干个长序列组成.短序列是为了获得更大的估计范围而长序列是为了获得更高的估计精度.本文利用克拉美罗下界(Cramer-Rao Lower Bound,CRLB)作为衡量标准分析了级联训练序列的频偏估计性能,推导了级联训练序列的均方误差公式,得到了级联训练序列的性能渐进等于长序列的估计性能,并且证明了事实上最优的级联训练序列结构并不是目前广泛采用的级联结构,而是将整个序列全部分割成短序列.最后通过仿真验证了理论分析的结果.

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基于最大化信干噪比的多用户MIMO下行预编码

唐万斌, 李少谦

电子学报. 2007, 35(6A): 157-160.

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研究多用户MIMO系统下行链路的容量,以及如何达到该容量是最近几年研究的热点.基于各用户之间干扰为零的BD(Block Diagonalization)算法^[5],由于各用户信道空间的交叠,会造成多用户MIMO系统容量较大的损失,同时BD算法要求接入点的发射天线数不能小于空间复用用户的接收天线数之和.本文提出了基于最大化信干噪比准则下的线性预编码,和减少容量损失的次优线性预编码两种方案,避免了上述两个缺点,推导出基于最大化SJNR准则的线性预编码就是各用户采用单数据流传输的方案,同时通过容量分析和误码率仿真证明,这两种算法都优于传统的BD算法.

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一种新的多用户OFDM系统的频偏估计算法

赵林靖, 李建东, 张岗山

电子学报. 2007, 35(6A): 161-164.

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由于载波频偏会给多用户正交频分复用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)系统带来子载波之间干扰,从而造成多用户之间的干扰,导致系统性能下降.本文研究了多用户OFDM上行链路的频偏估计问题,通过使用多用户检测中的干扰抵消方法提出一种迭代参数估计算法用于估计多用户OFDM上行链路的频偏,该算法解决了使用似然估计(Maximum Likelihood,ML)进行多维搜索的问题,降低了ML估计器的复杂度,同时解决了多个频偏估计的问题.

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叠加训练序列OFDM系统的一种迭代信道估计方法

周键, 唐友喜, 刘皓, 黄川

电子学报. 2007, 35(6A): 165-168.

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在瑞利多径衰落信道中,针对叠加训练序列正交频分复用系统的迭代接收机,提出了一种迭代信道估计方法.在迭代译码开始前,利用与数据符号同时发送的训序列得到信道估计初始值,并在每次迭代后利用更新的码字比特先验信息估计接收信号中的数据符号,计算更准确的信道估计值.理论分析给出了每次迭代后的信道估计值的均方误差性能.在多径衰落信道中,通过计算机仿真验证了该迭代信道估计方法的有效性和可靠性.

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发送端已知信道均值或协方差信息的MIMO系统的功率分配

李潇, 金石, 高西奇

电子学报. 2007, 35(6A): 169-173.

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本文研究了在发送端已知信道均值或协方差信息情况下单用户多输入多输出(MIMO)系统的功率分配问题.发送端已知信道均值信息时,信道建模为非相关莱斯信道;发送端已知协方差信息时,信道建模为相关瑞利信道.通过最大化遍历(ergodic)信道容量的一个较紧的下界,针对发送端已知信道均值或协方差信息的情况分别提出了新的功率分配的方案.仿真结果验证了该功率分配方法的有效性.

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一种新颖的基于差分结构的判决反馈均衡器

孔政敏, 丁李, 朱光喜

电子学报. 2007, 35(6A): 174-178.

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多用户型的检测系统,既要求低误码率(BER),又要求较低计算复杂度.本文以此为目的提出一种新颖的具有差分结构的多用户反馈判决反馈均衡器系统,它是由多级具有差分结构的误差反馈滤波器的判决反馈均衡器(DFE-EFF)构成.此算法选择较优的多用户干扰抵消的具有误差反馈滤波器的判决反馈均衡器(多用户干扰抵消DFE- EFF,即多用户反馈DFE-EFF)的方法;并采用差分结构来解决因性能提升所带来复杂度增加的问题.文中给出仿真结果,就多用户反馈DFE-EFF以及具有差分结构的多用户反馈DFE-EFF性能和计算效率做出比较分析.

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叠加训练序列OFDM优化接收机的误码率性能分析

黄川, 唐友喜, 刘皓, 刘宇畅, 任彦之

电子学报. 2007, 35(6A): 179-183.

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在时变频率选择性衰落信道下,针对叠加训练序列的正交频分复用系统,在接收端利用训练序列的一阶统计特性进行信道估计,分析了接收机的比特误码率性能.然后利用差错概率最小化准则,给出了优化的训练序列分离因子.计算机仿真结果验证了理论分析的有效性.

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基于一种新的SNR估计方法的切换迭代均衡

李强, 雷霞, 李少谦

电子学报. 2007, 35(6A): 184-188.

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本文提出了一种缩放软信息的Max-Log-MAP迭代均衡算法(Scaled Max-Log-MAP, SMLM)的性能,并分析了它对SNR估计误差的敏感性问题,结果表明在低损失信道上,SMLM算法能有效改善Max-Log-MAP(MLM)迭代均衡算法的性能,并不受SNR估计误差的影响.考虑到在初始迭代,MLM硬判决结果可能有错误,本文还提出了一种改进的由MLM切换到LM的均衡算法,大大改善了未进行SNR校正时的误码性能.最后,本文还建议了一种由SMLM切换至LM的迭代均衡算法,它进一步改善了高损失信道上迭代均衡系统的性能,尽管本文建议的两种切换均衡算法均不需要任何导引开销.

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2007年, 第35卷, 第6A期　刊出日期：2007-12-25

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