基于迫整检测的全分集多用户空时分组编码设计准则

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2019063

通信学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (3): 139-146.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2019063

基于迫整检测的全分集多用户空时分组编码设计准则

李国权^1,²,周湘云^1,²,林金朝^1,²,徐勇军¹,庞宇²,王家城²()

¹ 重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆 400065
² 重庆邮电大学光电信息感测与传输技术重庆市重点实验室，重庆 400065

修回日期:2018-07-14 出版日期:2019-03-01 发布日期:2019-04-04
作者简介:李国权（1980- ），男，河南方城人，博士，重庆邮电大学副教授、硕士生导师，主要研究方向为 MIMO 无线通信传输技术、异构无线网络传输技术等。|周湘云（1994- ），女，湖南永州人，重庆邮电大学硕士生，主要研究方向为 MIMO无线通信传输技术。|林金朝（1966- ），男，四川蓬溪人，博士，重庆邮电大学教授、博士生导师，主要研究方向为无线通信传输技术、BAN 网络与信息处理技术等。|徐勇军（1986- ），男，湖北赤壁人，博士，重庆邮电大学讲师，主要研究方向为认知无线电、异构无线网络资源配算法与性能分析等。|庞宇（1978- ），男，浙江宁波人，博士，重庆邮电大学教授、博士生导师，主要研究方向为通信集成电路设计、逻辑综合、无线通信等。|王家城（1972- ），男，四川达县人，重庆邮电大学特聘教授，主要研究方向为短距离无线通信技术、BAN 网络与信息处理技术等。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61301124);国家自然科学基金资助项目(61671091)

Full-diversity design criterion for multi-user STBC based on integer-forcing detection

Guoquan LI^1,²,Xiangyun ZHOU^1,²,Jinzhao LIN^1,²,Yongjun XU¹,Yu PANG²,Jiacheng WANG²()

¹ School of Communication and Information Engineering,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065,China
² Chongqing Key Laboratory of Photoelectronic Information Sensing and Transmitting Technology,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065,China

Revised:2018-07-14 Online:2019-03-01 Published:2019-04-04
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(61301124);The National Natural Science Foundation of China(61671091)

摘要/Abstract

摘要：

多用户空时分组编码系统存在译码复杂度高的问题。为了降低系统译码复杂度并保证较好的系统性能，将低复杂度的迫整检测算法用于多用户空时分组编码中，并基于等效噪声功率最小化原则获取了迫整检测的差错概率上界。为了解决迫整检测的多用户空时分组编码设计问题，提出了基于迫整检测的全分集多用户空时分组编码设计准则，证明只要每个用户的空时分组编码方案均满足非零奇异值特性，则多用户空时分组编码可获得满分集增益，且其编码增益与最小奇异值有关。仿真结果表明，满足设计准则的空时分组编码方案能够获得满分集增益。

关键词: MIMO系统, 迫整检测, 多用户空时分组编码, 设计准则, 全分集

Abstract:

Multi-user space time block code systems have the problem of high decoding complexity.To ensure good system performance with low decoding complexity at the same time,low complexity integer-forcing (IF) detection algorithm was applied to multi-user space time block code.Then the upper bound of error probability for IF detection was derived by minimizing the equivalent noise power.To obtain good multi-user space time block code when decoded with IF detection,a full-diversity design criterion was proposed.It was proved that full diversity could be achieved if every user’s space time block code had property of non-vanishing singular value.Simulation result shows that the code gain is found related to the minimum singular value.

Key words: MIMO system, integer-forcing detection, multi-user space time block code, design criterion, full diversity

中图分类号:

TP302

李国权,周湘云,林金朝,徐勇军,庞宇,王家城. 基于迫整检测的全分集多用户空时分组编码设计准则[J]. 通信学报, 2019, 40(3): 139-146.

Guoquan LI,Xiangyun ZHOU,Jinzhao LIN,Yongjun XU,Yu PANG,Jiacheng WANG. Full-diversity design criterion for multi-user STBC based on integer-forcing detection[J]. Journal on Communications, 2019, 40(3): 139-146.

图/表 6

图1

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 13

[1]	HONG Y , VITERBO E . Algebraic multiuser space-time block codes for a 2×2 MIMO[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2009,58(6): 3062-3066.
[2]	ISMAIL A , ALOUINI M S . On low-complexity full-diversity detection of multi-user space-time coding[C]// IEEE International Conference on Communications. IEEE, 2013: 3204-3208.
[3]	DONG Z , ZHANG J K , HUANG L . Multi-users space-time modulation with QAM division for massive uplink communications[C]// IEEE International Symposium on Information Theory. IEEE, 2017: 1087-1091.
[4]	PHAM V B , SHENG W X . No-zero-entry full diversity space-time block codes with linear receivers[J]. Annals of Telecommunications, 2015,70(1-2): 73-81.
[5]	TOFIGH S , KERMANI H M , MORSALI A . A New design criterion for linear receiver STBCs based on full-rank spaces[J]. IEEE Communications Letters, 2015,19(2): 207-210.
[6]	SHI L , ZHANG W , XIA X G . On designs of full diversity space-time block codes for two-user MIMO interference channels[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2012,11(11): 4184-4191.
[7]	李国权, 吴玉成, 吴晋成 ,等. PIC-SIC分组译码的两用户空时编码方案[J]. 北京邮电大学学报, 2012,35(3): 116-119.
	LI G Q , WU Y C , W J C ,et al. Dual user space time coding scheme for PIC-SIC packet decoding[J]. Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications, 2012,35(3): 116-119.
[8]	ZHAN J , NAZER B , EREZ U ,et al. Integer-forcing linear receivers[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 2014,60(12): 7661-7685.
[9]	BAKOURY I E , NAZER B . The impact of channel variation on integer-forcing receivers[C]// IEEE International Symposium on Information Theory. IEEE, 2015: 576-580.
[10]	HARSHAN J , SAKZAD A , VITERBO E . Integer-forcing linear receivers:a design criterion for full-diversity STBCs[C]// IEEE Wireless Communications and Networking Conference. IEEE, 2017: 1-6.
[11]	LIU J Z , WENG X J . Low-complexity lattice reduction aided MIMO detection algorithm[J]. Computer Engineering ＆ Design, 2016,37(7): 1709-1713.
[12]	BAKOURY I E , HE W , NAZER B . Integer-forcing interference alignment:iterative optimization via aligned lattice reduction[C]// IEEE International Symposium on Information Theory. IEEE, 2015: 581-585.
[13]	WEN J , LI L , TANG X ,et al. An efficient optimal algorithm for integer-forcing linear MIMO receivers design[C]// IEEE International Conference on Communications. IEEE, 2017: 1-6.

基于迫整检测的全分集多用户空时分组编码设计准则

Full-diversity design criterion for multi-user STBC based on integer-forcing detection

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 13

相关文章 13

Metrics

推荐阅读 0

[1]	黄源, 何怡刚, 吴裕庭, 程彤彤, 隋永波, 宁暑光. 基于深度学习的压缩感知FDD大规模MIMO系统稀疏信道估计算法[J]. 通信学报, 2021, 42(8): 61-69.
[2]	王蕊, 申敏, 何云, 刘香燕. Cell-Free大规模MIMO系统中基于传输时延的缓存策略研究[J]. 通信学报, 2021, 42(12): 134-143.
[3]	彭文杰,李岳衡,居美艳,黄平,谭国平. 复合衰落信道下分布式MIMO系统下行中断概率分析[J]. 通信学报, 2014, 35(6): 161-169.
[4]	彭文杰，李岳衡，居美艳，黄平，谭国平. 复合衰落信道下分布式MIMO系统下行中断概率分析[J]. 通信学报, 2014, 35(6): 21-168.
[5]	李钊,李建东,刘勤,申彪. 基于干扰对齐的认知MIMO系统频谱共享与用户调度[J]. 通信学报, 2014, 35(1): 167-172.
[6]	郭锐,胡方宁,刘济林. H-ARQ信道上高性能全分集LDPC码的构造与性能分析[J]. 通信学报, 2012, 33(4): 69-76.
[7]	赵知劲,陈林,王海泉,沈雷. 基于独立分量分析的实正交空时分组码盲识别[J]. 通信学报, 2012, 33(11): 1-7.
[8]	韩圣千,杨晨阳. 多用户MIMO系统中基于单天线功率约束的功率分配方法[J]. 通信学报, 2012, 33(10): 71-76.
[9]	成文婧,刘伟,丁丁,魏急波. 基于预处理的单符号可译全分集准正交空时分组码设计[J]. 通信学报, 2010, 31(8): 84-90.
[10]	周猛,张灿. MIMO系统下行多用户线性疏散空时编码设计方案[J]. 通信学报, 2010, 31(1): 135-140.
[11]	景源,殷福亮. 有色噪声下基于Wishart随机矩阵的贝叶斯时变信道估计[J]. 通信学报, 2009, 30(2): 79-84.
[12]	钱轶群,杨绿溪. 用于快时变MIMO衰落信道的一种差分空时调制技术[J]. 通信学报, 2005, 26(8): 57-61.
[13]	高凯,张尔扬. MIMO信道的GBDB模型及其信道容量分析[J]. 通信学报, 2005, 26(12): 56-62.