Construction of Block Orthogonal STBCs and Reducing Their Sphere Decoding Complexity
构造具有低译码复杂度的高速率空时分组码（STBC）已被广泛研究，使用诸如球形译码和非最大似然（ML）译码器（诸如具有M个路径的QR分解译码器（QRDM译码器））的技术。最近Ren等人，提出了一种新的空时分组码，称为块正交空时分组码（BOSTBC），它可以利用QRDM解码器，以实现显着的解码复杂度降低，而性能损失。然而，所构造的码的块正交特性仅通过模拟来显示。本文给出了现有各种码的块正交结构的解析证明，包括Ren等人构造的码，证明了由Clifford酉重量设计（CUWD）或坐标交错正交设计（CIODs）之和构成的码具有块正交结构.我们还提供了新的构造块正交码的循环除代数（CDA）和交叉积代数（CPA）。此外，我们展示了如何利用块正交属性的空时分组码，以减少解码复杂度的球解码器使用深度优先搜索的方法。解码复杂度的仿真结果表明，BOSTBC的浮点运算（FLOPS）的数量减少了30%相比，空时分组码没有块正交结构。
2013-01-23 cs.IT math.IT
Revisited Design Criteria For STBCs With Reduced Complexity ML Decoding
使用众所周知的球形解码器（SD）提供低复杂度ML解码的线性STBC的设计在过去几年中已经被广泛研究。第一个考虑的方法，以获得设计标准的建设，这样的代码是基于Hurwitz-Radon（HR）理论的权重矩阵之间的相互正交定义的线性代码。该方法用于构造允许快速球译码的新的码族，如多组可译码、快速可译码和快速组可译码。在第二种二次形式方法中，线性STBC的快速球解码（FSD）复杂度由基于其本质的HR理论的Hurwitz Radon二次形式（HRQF）矩阵捕获。在这项工作中，我们重新审视的STBC承认快速球解码的权重矩阵的结构。首先，我们提出了新的充分条件和设计标准，考虑到任意数量的天线和线性空时编码器的任意编码率的降低复杂度ML可解码的线性空时编码器。然后，我们将导出的标准应用到上述三个系列的代码，并提供分析证明，表明FSD的复杂性只取决于权重矩阵和它们的顺序，而不是信道增益或天线的数量，并解释为什么迄今为止使用的HR理论为基础的方法是次优的。
2016-05-10 cs.IT math.IT
Fast-Group-Decodable STBCs via Codes over GF(4)
在本文中，我们构造低译码复杂度的STBC使用泡利矩阵作为线性色散矩阵。在这种情况下，Hurwitz-Radon正交性条件被证明是很容易检查的问题转移到$\mathbb{F}_4$域。构造低解码复杂度的空时分组码的问题被证明是相当于找到某些代码在$\mathbb{F}_4$。结果表明，几乎所有已知的低复杂度的空时码可以通过这种方法获得。新的代码，给出了在特定范围内的速率具有最少已知的解码复杂度。
2010-01-13 cs.IT math.IT
Two Designs of Space-Time Block Codes Achieving Full Diversity with Partial Interference Cancellation Group Decoding
Guo和Xia提出了一种基于部分干扰消除（PIC）分组译码的空时分组码（STBC）设计准则，该准则在实现全分集的同时兼顾了译码复杂度和码速率。在本文中，空时分组码的设计提出了任何数量的发射天线，可以获得充分的多样性时，PIC组解码（与特定的分组方案）应用在接收端。与PIC组解码和一个适当的分组方案的解码，建议STBC被示出获得相同的分集增益的ML解码，但具有较低的解码复杂度。第一种空时分组码采用多对角层设计，采用PIC组译码，可以获得两层设计的全分集，速率达到每信道2个符号。而采用PIC-SIC组译码，第一种空时分组码可以获得任意层数的全分集，并且可以实现全速率。第二种空时分组码采用PIC分组译码，可以获得全分集，速率可达9/4。仿真结果表明，该空时分组码能够很好地解决MIMO系统的速率-性能-复杂度折衷问题。
2010-01-04 cs.IT math.IT
Generalized Distributive Law for ML Decoding of Space-Time Block Codes
如何设计具有低最大似然（ML）译码复杂度的空时分组码（STBC）已成为研究的热点。所有已知的低ML解码复杂度技术利用利用代码的多组可解码或快速可解码（有条件多组可解码）结构的相同方法。我们将这种公知的解码STBC的技术称为条件ML（CML）解码。在本文中，我们介绍了一个新的框架来构建ML解码器的STBC的基础上的广义分布律（GDL）和基于因子图的和积算法。如果码的GDL解码复杂度的阶数严格地小于M = l，则我们说STBC是快速GDL可解码的，其中l是STBC中的独立符号的数量，并且M是星座大小。我们给出了空时分组码允许快速GDL译码的充分条件，并证明了多群可译码码和条件多群可译码码都是快速GDL译码的。对于任何空时分组码，无论快速GDL解码与否，我们表明，GDL解码的复杂度是严格小于CML解码的复杂度。例如，对于从循环划分代数获得的不是多群或有条件多群可解码的任何STBC，与CML解码器相比，GDL解码器提供了大约12倍的复杂度降低。类似地，对于有条件多组可解码的Golden码，GDL解码器的复杂度仅为CML解码器的一半。
2012-04-20 cs.IT math.IT
Low-Complexity Near-ML Decoding of Large Non-Orthogonal STBCs Using PDA
来自具有大维度的循环划分代数（CDA）的非正交空时分组码（STBC）是有吸引力的，因为它们可以同时实现高频谱效率（对于给定数量的发射天线，与V-BLAST中相同的频谱效率）{ \em}以及全发射分集。具有数百个维度的非正交STBC的解码一直是一个挑战。本文提出了一种基于概率数据关联（PDA）的大维数非正交空时分组码解码算法。我们的仿真结果表明，提出的基于PDA的算法实现了近SISO AWGN未编码的BER以及近容量编码的BER（约5 dB的理论容量内）的大型非正交空时分组码从CDA。我们研究了空间相关性对误码率的影响，并表明，由于空间相关性的性能损失可以通过提供更多的接收空间维度来减轻。我们报告良好的BER性能时，使用基于训练的迭代解码/信道估计（而不是假设完美的信道知识），在信道具有较大的相干时间。PDA算法和似然上升搜索（LAS）算法（在我们最近的工作报告）的性能的比较。
2009-01-13 cs.IT math.IT
STBCs with Reduced Sphere Decoding Complexity for Two-User MIMO-MAC
该文针对两用户多输入多输出（MIMO）衰落多址信道，构造了一种降低球形译码复杂度（SDC）的空时分组码。在这种设置中，两个用户使用相同的STBC，并且目的地对两个用户的符号执行球形解码。首先，我们确定由格生成元的Q-R分解产生的$\textbf{R}$矩阵中的零点的位置，使得（i）最坏情况SDC（WSDC）和（ii）平均SDC（ASDC）减小。然后，一组必要和充分条件的格生成器上提供，使得$\textbf{R}$矩阵具有在所识别的位置处的零。随后，明确的STBC的结构，从而减少ASDC。所提出的设计的速率（以每个信道使用的复符号为单位）至多为$2/N_{t}$，其中$N_{t}$表示每个用户的发射天线的数量。我们还表明，类STBC从复杂的正交设计（比Alamandra设计）减少WSDC，但不是ASDC。
2009-08-08 cs.IT math.IT
Low-Complexity Near-ML Decoding of Large Non-Orthogonal STBCs using Reactive Tabu Search
具有{ \em大维度}的非正交空时分组码（STBC）是有吸引力的，因为它们可以同时实现高频谱效率（对于给定数量的发射天线，与V-BLAST中相同的频谱效率）{ \em以及}全发射分集。具有大维度的非正交STBC的解码一直是一个挑战。在本文中，我们提出了一个反应禁忌搜索（RTS）为基础的算法解码的非正交空时分组码从循环划分代数（CDA）具有大的维度。在i.i.d衰落和接收端的理想信道状态信息（CSIR）下，我们的仿真结果表明，基于RTS的$12\times 12$ STBC从CDA和具有288实维度的4-QAM解码在SNR仅偏离SISO AWGN性能0.5 dB的情况下实现了$i)$ $10^{-3}$未编码BER，并且$ii)$编码BER性能接近理论MIMO容量的约5 dB以内，在18 bps/Hz的频谱效率下使用速率-3/4 turbo码。RTS被证明可以实现接近SISO AWGN的性能，其维数比LAS算法（我们最近报道的）少，但复杂度比LAS高。我们还报告了良好的BER性能的RTS时，I.I.D衰落和完美的CSIR假设放宽考虑空间相关的MIMO信道模型，并通过使用基于训练的迭代RTS解码/信道估计方案。
2009-01-13 cs.IT math.IT
Quasi-Orthogonal STBC With Minimum Decoding Complexity
本文研究了一种具有最小译码复杂度的准正交空时分组码（MDC-QO-STBC）。我们制定其代数结构，并提出了一个系统的方法，其建设。我们表明，一个最大似然（ML）解码器的MDC-QOSTBC，对于任何数量的发射天线，只需要联合检测两个真正的符号。假设使用正方形或矩形二次振幅调制（QAM）或多相移键控（MPSK）调制的MDC-QOSTBC，我们也得到了最佳的星座旋转角度，以实现全分集和最佳的编码增益。我们表明，这些MDC-QOSTBC的最大可实现的码率是1三个和四个天线和3/4五至八个天线。我们还表明，建议MDC-QOSTBC有几个理想的属性，如更均匀的天线之间的功率分布和更好的可扩展性，在调整发射天线的数量相比，协调交织正交设计（CIOD）和非对称CIOD（ACIOD）码。对于奇数个发射天线的情况，MDC-QO-STBC也具有比CIOD更好的解码性能。
2006-03-16 cs.IT math.IT
Single-Symbol-Decodable Differential Space-Time Modulation Based on QO-STBC
提出了一种新的差分空时调制（DSTM）方案，该方案具有单符号可解码性，并能提供完整的发射分集。它是第一个已知的单符号可解码的DSTM方案，而不是基于正交空时分组码（O-STBC），它是基于最近提出的最小解码复杂度准正交空时分组码（MDC-QOSTBC）。我们得出的代码设计标准和系统的方法来找到解决方案集。与基于O-STBC的DSTM方案相比，所提出的DSTM方案可以提供更高的码率。它的解码复杂度也大大低于基于Sp（2）和双符号可解码QOSTBC的DSTM方案，在解码错误概率性能方面具有可忽略或轻微的折衷。
2006-05-22 cs.IT math.IT
A Low-Complexity, Full-Rate, Full-Diversity 2 X 2 STBC with Golden Code's Coding Gain
本文提出了一种适用于2发射天线、2接收天线多输入多输出（MIMO）系统的低ML译码复杂度、全速率、全分集空时分组码（STBC），其编码增益等于任何QAM星座的最佳和众所周知的Golden码。最近，已经提出了两种码（由Paredes、Gershman和Alkhansari以及由Sezginer和Sari），其相对于Golden码享有较低的解码复杂度，但是具有较小的编码增益。本文提出的$2\times 2$空时分组码对非正方形QAM星座的译码复杂度低于Golden码，而对正方形QAM星座的译码复杂度与Golden码相同。与Paredes-Gershman-Alkhansari码和Sezginer-Sari码相比，该码在非矩形QAM星座中具有相同的译码复杂度。仿真结果，比较码字出错率（CER）的性能，提出。
2008-06-11 cs.IT math.IT
Low ML-Decoding Complexity, Large Coding Gain, Full-Rate, Full-Diversity STBCs for 2 X 2 and 4 X 2 MIMO Systems
本文（该手稿的部分内容已被接受用于在新奥尔良举行的IEEE Globecom 2008上的演示）涉及低最大似然（ML）解码复杂度、全速率和全分集空时分组码（STBC），其也提供大的编码增益，用于2个发射天线，2个接收天线（$2\times 2$）和4发射天线2接收天线（$4\times 2$）MIMO系统。目前，用于$2\times2$系统的最公知的STBC是Golden码，而用于$4\times2$系统的STBC是DjABBA码。本文在Biglieri、Hong和Viterbo的基础上，提出了一种新的适用于$2\times 2$系统的空时分组码。对于正方形QAM星座，该码在性能和ML解码复杂度上与Golden码相匹配，而对于非矩形QAM星座，该码具有较低的ML解码复杂度，具有相同的性能。该代码也被证明是\emph{information-lossless}和\emph{diversity-multiplexing gain}（DMG）权衡最优的。然后，将该设计过程扩展到$4\times 2$系统，并给出了一种编码，其性能优于QAM星座的DjABBA码，具有较低的ML解码复杂度。到目前为止，对于大小为$M$的平方QAM，已经报道了Golden码具有$M^4$量级的ML解码复杂度。本文提出了一种将其ML译码复杂度降低到$M^2\sqrt{M}$的方案。
2008-09-03 cs.IT math.IT
Reduced ML-Decoding Complexity, Full-Rate STBCs for $2^a$ Transmit Antenna Systems
对于$n_t$发射、$n_r$接收天线系统（$n_t \times n_r$系统），{ \it{full-rate} }空时块码（STBC）每信道使用发射$n_{min} = min(n_t,n_r)$复符号，并且通常具有$M^{n_tn_{min}}$量级的ML解码复杂度（考虑正方形设计），其中$M$是星座大小。在本文中，一个计划，以获得一个全速率STBC的$2^a$发射天线和任何$n_r$，减少ML解码复杂度的顺序为$M^{n_t(n_{min}-3/4)}$，提出。提出的空时分组码的权重矩阵是从Clifford代数的酉矩阵表示中获得的。对于$n_r$的任何值，所提出的设计提供了从完全ML解码复杂度降低$M^{3n_t/4}}$的因子。众所周知的2个发射天线的Silver码是所提出的方案的特殊情况。此外，它示出了使用该方案构造的代码具有更高的遍历容量比众所周知的打孔完美码的$n_r < n_t$。符号错误率的仿真结果示出了$8 \times 2$系统，其中所提出的代码的比较是与8个发射天线的穿孔完美码。该码在降低ML译码复杂度和提高遍历容量的同时，在误码性能上与删余完美码相当。
2010-03-14 cs.IT math.IT
A New Full-diversity Criterion and Low-complexity STBCs with Partial Interference Cancellation Decoding
最近，Guo和Xia给出了在接收端使用PIC（Partial Interference Cancellation，部分干扰消除）或PIC-SIC（PIC with Successive Interference Cancellation，连续干扰消除）解码器时空时分组码实现全分集的充分条件。在本文中，我们给出了替代条件的STBC实现全分集PIC和PIC-SIC解码器，这是等价的郭和夏的条件，但更容易检查。利用这些条件，我们构造了一类新的全分集PIC-SIC可译码码，它包含了Toeplitz码和Zhang，Xu等人最近提出的一类码。作为适当的子类。借助于新的准则，我们还证明了最近由Zhang，Shi等人提出的一类PIC-SIC可译码码。可以以比所报告的复杂度低得多的复杂度来解码，而不损害全分集。
2010-04-13 cs.IT math.IT
An Adaptive Conditional Zero-Forcing Decoder with Full-diversity, Least Complexity and Essentially-ML Performance for STBCs
Golden码和3天线Perfect码的低复杂度、基本ML解码技术是由Jenanunpiboon、Howard和Calderbank介绍的。虽然没有给出译码器的理论分析，但仿真结果表明，该译码技术具有接近最大似然（ML）的性能。受这种技术的启发，本文介绍了两种新的低复杂度空时分组码（STBC）译码器--自适应条件迫零（ACZF）译码器和具有连续干扰消除的ACZF译码器（ACZF-SIC），其中包括作为一个特殊情况下的解码技术的Chananunpiboon等人。我们表明，ACZF和ACZF-SIC解码器都能够实现全分集，并且我们给出了STBC利用这些解码器给出全分集的充分条件。然后，我们表明，黄金码，3和4天线完美码，3天线线程代数空时码和4天线速率2码的Srinath和Rajan都是全分集ACZF/ACZF-SIC解码的复杂度严格小于ML解码器。仿真结果表明，所提出的译码方法对所有这五种码的性能与ML译码相同。这些空时分组码与所提出的译码算法一起在2、3和4个发射天线的译码复杂度和误码性能方面优于所有已知的码。我们还提供了全分集ACZF/ACZF-SIC解码的复杂度的下限。上面列出的所有五个码都达到了这个下限，因此在最小化ACZF/ACZF-SIC解码复杂度方面是最佳的。ACZF和ACZF-SIC解码器都适用于球形解码实现。
2012-05-03 cs.IT math.IT
Full Diversity Space-Time Block Codes with Low-Complexity Partial Interference Cancellation Group Decoding
Guo和Xia提出的部分干扰消除（PIC）群译码是一种低复杂度的多输入多输出（MIMO）无线通信最优处理方案。它能很好地解决空时分组码的速率、分集度和复杂度之间的折衷问题。提出了一种基于低复杂度PIC组译码的全分集空时分组码系统设计方案。提出的代码设计的特点是作为一个组正交空时分组码，通过替换的Alamanti码矩阵的每一个元素与一个基本矩阵组成的多个对角层的编码符号。通过PIC组解码和特定的分组方案，所提出的STBC可以实现全分集、$(2M)/(M+2)$的速率和$M$发射天线的低复杂度解码。仿真结果表明，该码可以实现充分的分集与PIC组解码，而需要一半的现有码的解码复杂度。
2010-03-20 cs.IT math.IT
A New Family of Low-Complexity STBCs for Four Transmit Antennas
空时分组码（STBC）的解码复杂度过高，除非在设计中考虑低复杂度的可解码性。为此，已经提出了涉及降低的解码复杂度的几个STBC族，特别是多组可解码和快速可解码（FD）码。最近，一个新的家庭的代码，结合这两个家庭，即快速组解码（FGD）码提出。在本文中，我们提出了一种新的构造方案，速率为1 FGD码的2^a发射天线。该方案，然后应用到四个发射天线的情况下，我们表明，新的速率-1 FGD码具有最低的最坏情况下的解码复杂度在现有的可比空时分组码。新的速率-1码的编码增益通过星座扩展进行优化，并被证明是恒定的，而不管潜在的QAM星座归一化之前。接下来，我们提出了一个新的速率-2 FD STBC通过复用两个我们的速率-1码的酉矩阵的装置。此外，速率和复杂度之间的折衷是通过打孔我们的速率-2 FD码产生一个新的速率-3/2 FD码。提出的代码相比，现有的代码在文献中和仿真结果表明，我们的速率-3/2码具有较低的平均解码复杂度，而我们的速率-2码保持其较低的平均解码复杂度在低信噪比区域。如果采用超时球解码器，我们提出的代码优于现有的代码在高信噪比区域由于其较低的最坏情况下的解码复杂度。
2013-01-01 cs.IT math.IT
Unitary Differential Space-Time Modulation with Joint Modulation
提出了两种新的酉差分空时调制（DSTM）的设计方案，具有较低的译码复杂度。如果DSTM码本包含N个码字，则它们的解码器可以被分成几个并行解码器，每个解码器具有小于sqrt（N）的解码搜索空间。这两种设计都基于联合调制的概念，这意味着与传统的逐符号调制不同，联合调制几个信息符号。第一种设计是基于正交空时分组码（O-STBC）的联合星座构造的球形码。第二种设计是基于准正交空时分组码（QO-STBC）与专门设计的成对星座集。所提出的两种酉DSTM方案都具有比许多现有DSTM方案低得多的解码复杂度，包括那些基于Group Code和Sp（2）的DSTM方案，其对于N个码字的码本大小通常具有N的解码搜索空间，并且具有比现有O-STBC DSTM方案好得多的解码性能。在两种设计中，基于O-STBC的DSTM通常具有更好的解码性能，而基于QO-STBC的DSTM在8个发射天线时具有更低的解码复杂度。
2008-06-20 cs.IT math.IT
On the Sphere Decoding Complexity of STBCs for Asymmetric MIMO Systems
在Hassibi和Hochwald的里程碑式的论文中，在没有证据的情况下声称，只要代码的速率小于发射和接收天线的数量的最小值，在任何线性色散代码的球形解码期间遇到的上三角矩阵R就是满秩的。在本文中，我们表明，只有当接收天线的数量至少与发射天线的数量一样多时，这种说法才成立。我们还表明，所有已知的家庭的高速率（速率大于1个复杂的符号，每个信道使用）多组ML可解码的代码有秩亏R矩阵，即使当速率的标准是满意的，这种秩亏问题只出现在非对称MIMO的接收天线的数量小于发射天线的数量。与R矩阵满秩的空时码不同，R矩阵秩亏的空时码的平均球形译码复杂度与星座尺寸成多项式关系。我们推导出大多数已知的高速率多组ML可解码码的球形解码复杂度，并表明对于每个码，复杂度是接收天线数目的递减函数。
2011-09-05 cs.IT math.IT
A Fast Decodable Full-Rate STBC with High Coding Gain for 4x2 MIMO Systems
在这项工作中，一个新的快速解码空时分组码（STBC）的建议。该码是用于4x 2多输入多输出（MIMO）传输的全速率和全分集。由于码字的独特结构，所提出的码需要低得多的计算复杂性来提供最大似然（ML）解码性能。结果表明，当采用M元平方QAM星座时，ML译码复杂度仅为O（M^{4.5}）。最后，建议的代码具有最高的最小行列式在文献中已知的快速可解码的STBC。仿真结果表明，该码提供了最好的比特出错率（BER）性能之间的国家的最先进的空时分组码。
2014-01-06 cs.IT math.IT
On the Search for High-Rate Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code
准正交空时分组码（QO-STBC）具有比正交空时分组码更高的编码速率和比非正交空时分组码更低的译码复杂度。本文首先推导了QO-STBC的代数结构，然后将其应用于一种新的基于图的搜索算法中，以找到码率大于1的高速率QO-STBC。从使用这种方法发现的四天线码，它被发现，最大码率被限制为5/4与符号分集水平为4，和4与符号分集水平为2。这些高速率QO-STBC的最大似然解码可以在两个单独的符号子组上执行。码率为5/4的码是第一种已知的具有全符号分集水平的码率大于1的QO-STBC。
2008-06-20 cs.IT math.IT
Optimization of Fast-Decodable Full-Rate STBC with Non-Vanishing Determinants
具有非零行列式的全速率空时分组码（STBC）实现了分集复用的最优折衷，但译码复杂度较高。为了实现快速解码，Sezginer，Sari和Biglieri提出了一种具有特殊QR分解特性的STBC结构。在本文中，我们采用这种快速解码的代码结构的简化形式，并提出了一种新的方法来优化代码分析。我们表明，信号星座拓扑结构（如QAM，APSK，或PSK）的存在非零的全速率STBC的决定因素有着至关重要的影响。特别是，我们首次表明，为了APSK-STBC实现非零行列式，需要使用星座点位于正方形网格和环半径$\sqrt{m^2+n^2} (m,n\emph{\emph{integers}})$上的APSK星座拓扑。对于行列式为零的信号星座，我们提出了一种方法来分析优化的全速率STBC在特定的星座尺寸。
2011-03-14 cs.IT math.IT
High-Rate Full-Diversity Space-Time Block Codes for Three and Four Transmit Antennas
在本文中，我们处理的设计高速率，全分集，低最大似然（ML）解码复杂度的空时分组码（STBC）的编码率为2和1.5复杂符号每信道用于多输入多输出（MIMO）系统采用三个和四个发射天线。我们填补了现有的空槽的空槽从CIOD在其传输矩阵中的额外的符号和使用的条件ML解码技术，显着降低了ML解码复杂度的非正交空时分组码，同时确保全分集和高编码增益。首先，针对四天线MIMO系统，提出了码率为2和1.5的两种新方案。我们表明，我们的低复杂度率-2 STBC优于相应的最佳STBC最近提出的Biglieri等人。QPSK，由于其优越的编码增益，而我们的率-1.5 STBC优于全分集准正交STBC（QOSTBC）。然后，两个空时分组码的码率为2和1.5，提出了三个发射天线，表现出优于相应的全分集QOSTBC的三个发射天线。通过信息论分析证明了新的速率2空时分组码在3天线和4天线下的容量比传统的OSTBC和CIOD的容量更接近实际的MIMO信道容量。
2009-07-03 cs.IT math.IT
Distributed STBCs with Full-diversity Partial Interference Cancellation Decoding
最近，Guo和Xia针对点对点MIMO信道引入了称为部分干扰消除（PIC）和具有连续干扰消除的PIC（PIC-SIC）的低复杂度解码器，其包括迫零（ZF）和ZF-SIC接收机作为特殊情况。在本文中，我们表明，PIC和PIC-SIC解码器能够实现无线中继网络中的充分合作的多样性。给出了分布式空时分组码（DSTBC）在PIC和PIC-SIC译码器下实现全分集的充分条件，并利用复正交设计构造了一类新的低复杂度全分集PIC-SIC译码DSTBC.这类新的码包括许多已知的全分集PIC/PIC-SIC可解码空时分组码（STBC）构造的点对点信道作为特殊情况。所提出的DSTBC实现了比文献中可用的多组ML可解码DSTBC更高的速率（在每个信道使用的复杂符号中）。仿真结果表明，所提出的码具有更好的比特出错率性能比最有名的低复杂度，全分集DSTBC。
2011-04-28 cs.IT math.IT
Single-Symbol Maximum Likelihood Decodable Linear STBCs
基于正交设计（OD）和协调交织正交设计（CIOD）的空时分组码（STBC）由于其易于实现快速（单符号）ML译码，并且在准静态衰落信道下具有满秩满速率的性能，受到了广泛的关注。然而，这些代码是单符号可解码代码的实例，并且很自然地会问，是否存在除了STBC形式的OD和CIOD之外的允许单符号编码的代码？在本文中，上述问题得到了肯定的回答，通过表征所有线性STBC，允许单符号ML解码（不一定是全分集）在准静态衰落信道，称之为单符号可解码设计（SDD）。SDD类包括OD和CIOD作为适当的子类。此外，在SDD中，一类提供全分集的SDD，称为满秩SDD（FSDD），被表征和分类。
2006-02-08 cs.IT math.IT
A New Family of Low-Complexity Decodable STBCs for Four Transmit Antennas
本文提出了一种新的基于2^a发射天线的1速率快速组可解码空时分组码的构造方法。我们专注于a=2的情况下，我们表明，新的FGD率-1码具有最低的最坏情况下的解码复杂度在现有的可比的空时分组码。新的速率-1码的编码增益，然后通过星座拉伸优化，并证明是恒定的，而不管潜在的QAM星座归一化之前。在第二步中，我们提出了一个新的速率-2 STBC，复用我们的速率-1码的酉矩阵的装置。然后，通过对我们的速率-2码进行打孔，得到一个新的速率-3/2码，从而在速率和复杂度之间得到一个折衷。提出的代码相比，现有的代码在文献中和仿真结果表明，我们的速率-3/2码具有较低的平均解码复杂度，而我们的速率-2码保持其较低的平均解码复杂度在低信噪比区域的代价是一个小的性能损失。
2012-04-18 cs.IT math.IT
Optimizing Quasi-Orthogonal STBC Through Group-Constrained Linear Transformation
本文首先推导了准正交空时分组码（QO-STBC）的一般代数结构。接下来，我们提出了组约束线性变换（GCLT）作为一种手段，以优化分集和编码增益的QO-STBC与正方形或矩形QAM星座。与采用星座旋转（CR）的QO-STBC相比，采用GCLT的QO-STBC只需要一半的符号数进行联合检测，从而降低了最大似然译码的复杂度。我们还推导出最佳的GCLT参数与方形QAM星座的QO-STBC。优化后的GCLT QO-STBC能够实现全发射分集，并且在相同码率下与CR QO-STBC相比性能损失可以忽略不计。
2008-06-20 cs.IT math.IT
A New Low-Complexity Decodable Rate-5/4 STBC for Four Transmit Antennas with Nonvanishing Determinants
空时分组码（STBC）的使用显著增加了接收机处的最优检测复杂度，除非在STBC设计中考虑低复杂度可解码性。在本文中，我们提出了一种新的低复杂度的解码速率-5/4全分集4 × 4空时分组码。我们提供了一个分析证明，建议的代码具有非消失的行列式（NVD）的属性，可以利用通过使用自适应调制，根据无线信道质量改变传输速率的属性。我们比较了建议的代码，现有的最好的低复杂度解码速率-5/4全分集4 × 4 STBC在准静态瑞利衰落信道的性能，最坏情况下的复杂度，平均复杂度，和峰均功率比（PAPR）。我们的代码被发现提供更好的性能，较低的平均解码复杂度，并在最坏情况下的解码复杂度略有增加的代价较低的PAPR。
2012-04-18 cs.IT math.IT
Group-Decodable Space-Time Block Codes with Code Rate > 1
多输入多输出（MIMO）系统中的高速率空时分组码（STBC，码率> 1）能够同时提供空间复用增益和分集增益，但具有较高的最大似然（ML）译码复杂度。由于组解码（准正交）码结构可以降低解码复杂度，本文提出了系统的方法来构建组解码的高速率空时分组码与全符号的分集增益为任意发射天线数和码长。我们表明，建议的组解码STBC可以实现高的码率，几乎线性增加的发射天线数，这种近线性的依赖性的斜率随着码长的增加。与现有的低速率和高速率码（如正交STBC和代数STBC）进行比较，以显示所提出的代码的解码复杂度降低和良好的代码性能。
2010-11-18 cs.IT math.IT
Integer-Forcing Linear Receivers: A Design Criterion for Full-Diversity STBCs
在多输入多输出（MIMO）衰落信道中，全分集空时分组码（STBC）的设计准则主要取决于接收端的译码方法。虽然STBC的构造主要与最大似然（ML）解码器匹配，但是对于低复杂度线性接收机，也已经报道了全分集STBC的设计标准和构造。Zhan等人提出了一种用于MIMO信道的新的接收机结构，称为整数迫压（IF）线性接收机，该结构在高速V-BLAST编码方案中表现出了良好的效果。在这项工作中，我们解决了中频线性接收机的全分集空时分组码的设计。我们推导出一个上界的解码错误的概率，并表明，空时分组码，满足非零奇异值（NVS）属性提供全分集的中频接收机。仿真结果表明，具有NVS特性的线性设计可以为中频接收机提供全分集。作为空时分组码分析的一个特例，我们给出了Zhan \emph{et al.}提出的V-BLAST结构的错误概率上界，并证明了中频线性接收机提供了完整的接收分集。我们的研究结果补充了现有的中断概率为基础的IF接收机的结果。
2017-01-13 cs.IT math.IT
Full-Diversity Space-Time Block Codes for Integer-Forcing Linear Receivers
在多输入多输出（MIMO）衰落信道中，全分集空时分组码（STBC）的设计准则主要取决于接收端的译码方法。虽然STBC的构造主要与最大似然（ML）解码器匹配，但是对于低复杂度线性接收机，也已经报道了全分集STBC的设计标准和构造。Zhan等人提出了一种用于MIMO信道的新的接收机结构，称为整数迫压（IF）线性接收机，该结构在高速V-BLAST编码方案中表现出了良好的效果。本文研究了中频线性接收机中全分集空时分组码的设计。特别是，我们有兴趣在表征的STBC的结构，提供全分集的IF接收机。沿着这个方向，我们推导出一个上界的解码错误的概率，并表明，空时分组码，满足限制非零奇异值（RNVS）属性提供全分集的IF接收机。此外，我们证明了所有已知的STBC与非零行列式属性提供全分集与IF接收机，因为他们保证RNVS属性。通过使用RNVS属性的制定，我们还证明了存在一个完全多样性的STBC类完美的STBC之外，从而增加了显着的见解相比，现有的作品STBC与IF解码。最后，我们提出了广泛的仿真结果表明，RNVS属性的线性设计提供全分集的中频接收机。
2018-04-03 cs.IT math.IT
Maximum-rate, Minimum-Decoding-Complexity STBCs from Clifford Algebras
众所周知，来自正交设计（OD）的空时分组码（STBC）是单符号可解码的/逐符号可解码的（SSD），并且可从Clifford代数的酉矩阵表示获得。然而，SSD码也可以从非正交的设计中获得。最近，已经研究了两类这样的SSD码：（i）坐标交织正交设计（CIOD）和（ii）来自准OD（QOD）的最小解码复杂度（MDC）STBC。来自OD、CIOD和MDC-QOD的代码是相互不相交的代码类。当被写成由Hassibi和Hochwald提出的线性色散码（LDC）时，CIOD类具有{ \it非酉权重矩阵}，而包括COD的若干已知SSD码具有{ \it酉权重矩阵}。本文从Clifford代数的矩阵表示出发，得到了具有酉权矩阵的SSD码，称为Clifford酉权SSD（CUW-SSD）。本文的一个主要结果是推导出一个可实现的上限上的任何酉重量SSD码为$\frac{a}{2^{a-1}}$的$2^a$天线，这是大于的COD是$\frac{a+1}{2^a}$。结果表明，几类已知的SSD码都是CUW-SSD码，并且CUW-SSD码满足这个上界。文中还给出了保证全分集的信号集条件和编码增益的表达式。得到了一大类具有非酉权矩阵的SSD码，其中包含CIOD作为其真子类。
2007-12-14 cs.IT math.IT
On Fast-Decodable Space-Time Block Codes
我们专注于全速率，快速解码的空时分组码（STBC）的2x2和4x2多输入多输出（MIMO）传输。我们首先推导出降低复杂度的最大似然解码的条件，并将其应用到最近提出的两个家庭的2x2空时基广播公司的统一分析。特别是，我们描述了一个降低复杂度的球形解码算法适用于QAM信号星座。接下来，我们推导出一种新的降低复杂度的4x2 STBC，并表明它优于所有先前已知的代码与某些星座。
2008-03-18 cs.IT math.IT
Asymptotically-Optimal, Fast-Decodable, Full-Diversity STBCs
对于STBC族/序列$\mathcal{C}_1,\mathcal{C}_2,\dots$，随着发射天线$N_i$的数量增加，随着速率$R_i$每信道使用复数符号（cspcu），渐近归一化速率被定义为$\lim_{i \to \infty}{\frac{R_i}{N_i}}$。如果渐近归一化速率非零，则STBC族被称为渐近良好，即，当速率缩放为发射天线数量的非零分数时，并且如果渐近归一化速率为1（其为最大可能值），则STBC族被称为渐近最优。在本文中，我们构建了一类新的全分集空时编码器，具有最小的ML解码复杂度在所有已知的代码中的任何数量的发射天线$N>1$和速率$R>1$ cspcu。对于一个大的集合的$\left(R,N\right)$对，新的代码具有较低的ML解码复杂度比已经在文献中可用的代码。在新的代码中，类的全速率码（$R=N$）是渐近最佳的和快速解码，并为$N>5$具有较低的ML解码复杂度比所有其他家庭的渐近最佳的，快速解码，全分集空时编码器在文献中可用。本文的进一步贡献有助于构造新的空时分组码：（i）对于$g > 1$，我们构造了速率大于一个cspcu的$g$群ML-可译码码。这些代码也是渐近好的。对于$g>2$，这些是第一个实例的$g$组ML-可解码的代码，其速率大于文献中提出的$1$ cspcu。(ii)本文构造了一类新的适用于所有偶数发射天线和速率的快速群可译码…
2010-08-20 cs.IT math.IT
Omnidirectional Space-Time Block Coding for Common Information Broadcasting in Massive MIMO Systems
在本文中，我们设计了空时分组码（STBC）在大规模MIMO下行链路中全向广播公共信息。为了减少下行链路信道估计的负担，并实现从基站（BS）发射天线的部分空间分集，我们提出了信道独立的预编码低维空时分组码。低维空时分组码中的预编码矩阵和信号星座图被联合设计，以保证在任何时刻的全向覆盖，并充分利用BS发射天线的功率放大器容量，同时，实现低维空时分组码的全分集。在此框架下，提出了几种设计。为了提供二阶的发射分集，提出了一种预编码的Alamanti码，该码具有快速的逐符号最大似然（ML）解码。为了提供四阶的发射分集，提出了三种类型的STBC，分别被称为预编码正交STBC（OSTBC）、预编码准正交STBC（QOSTBC）和预编码坐标交织正交设计（CIOD）。后两个码对于成对ML解码具有相同的复杂度，而预编码的QOSTBC在比特率低于或等于4 bps/Hz时具有较高的编码增益，并且预编码的CIOD在比特率高于4 bps/Hz时具有较高的编码增益。由于预编码OSTBC需要对信息符号进行联合设计和解码，因此预编码OSTBC比其他两种编码具有更高的解码复杂度和更低的编码增益。此外，还提出了一种预编码无零项Toeplitz码和一种预编码无零项重叠Alamplitz码。这两种码可以在线性接收机中获得更高的分集阶数。
2016-10-25 cs.IT math.IT
Four-Group Decodable Space-Time Block Codes
提出了两种新的码率为1的全分集空时分组码。它们的特征在于已知的速率一STBC中的\emph{lowest decoding complexity}，这是由于所发送的符号完全可分离为四个组以进行最大似然检测而产生的。如果发射天线的数量分别是2的幂和偶数，则第一和第二码是延迟最优的。精确的成对错误概率推导出允许两个代码的性能优化。与现有的低译码复杂度空时分组码相比，这两种新的空时分组码具有码率高、编译码时延低、复杂度低、峰均功率比低、性能好等优点。
2007-07-26 cs.IT math.IT
Distributed MIMO coding scheme with low decoding complexity for future mobile TV broadcasting
提出了一种新的用于下一代移动电视广播的分布式空时分组码。新码在宽范围的功率不平衡内提供高效的性能，显示出对单频网络（SFN）广播部署的强适应性。新的代码优于现有的空时分组码具有相同的解码复杂度和接近那些更高的复杂度。
2012-12-11 cs.IT cs.NI math.IT
Reducing computational complexity of the modern wireless communication systems such as massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) configurations is of utmost interest. In this paper, we propose new algorithm that can be used to accelerate matrix inversion in the decoding of space-time block codes (STBC) in the uplink of dynamic massive MIMO systems. A multi-user system in which the base station is equipped with a large number of antennas and each user has two antennas is considered. In addition, users can enter or exit the system dynamically. For a given space-time block coding/decoding sch…
2022-08-22 cs.IT eess.SP math.IT
High-Rate and Full-Diversity Space-Time Block Codes with Low Complexity Partial Interference Cancellation Group Decoding
本文提出了一种系统的空时分组码设计方法，在接收端采用部分干扰消除（PIC）分组译码，可以实现高速率和全分集。所提出的代码可以应用于任何数量的发射天线，并承认一个低的解码复杂度，同时实现全分集。对于M个发射天线，在每个码字中，PM复信息符号的实部和虚部被解析成P个对角层，然后分别被编码。利用PIC群译码，译码复杂度可降低到M/2个实符号的联合译码。具体地，对于4个发射天线，码具有实符号成对（即，单个复数符号）解码，其实现全分集并且码率为4/3。仿真结果表明，新提出的空时分组码与PIC组解码提供了全分集。
2010-04-16 cs.IT math.IT
On Full Diversity Space-Time Block Codes with Partial Interference Cancellation Group Decoding
本文提出了一种基于部分干扰消除（PIC）的线性色散空时分组码（STBC）分组译码方法，并给出了接收端采用PIC分组译码时，STBC实现全分集的设计准则。PIC组解码通过将嵌入在STBC中的符号划分成若干组并且在实施线性PIC操作之后单独地解码每个组来解码嵌入在STBC中的符号。它可以被视为最大似然（ML）接收器之间的中间解码，该最大似然（ML）接收器一起解码所有嵌入的符号，即，所有的嵌入符号都在单个组中，并且分别且独立地解码所有嵌入符号的迫零（ZF）接收机，即，在执行ZF操作之后，每个组具有且仅具有一个嵌入符号。我们提出的PIC组解码实现全分集的设计准则是码字的loophilML满秩准则和等效信道矩阵中列向量的最强ZF线性独立性条件之间的中间条件。本文还提出了一种介于MMSE译码算法和ML译码算法之间的中间译码算法--渐近最优（AO）群译码算法。PIC组译码的设计准则适用于AO组译码算法。众所周知，满秩线性STBC的符号率可以是满的，即，n_t用于n_t个发射天线。最近的研究表明，如果一个码在线性接收机中实现全分集，则其速率的上界为1。本文提出的中间准则为码率在n_t和1之间的码提供了一种可能性，使它们在PIC群译码中实现全分集。因此，这提供了复杂度-性能-速率折衷。
2008-05-16 cs.IT math.IT
Fast-Decodable MIDO Codes with Large Coding Gain
本文提出了一种新的方法，以获得全分集，速率2（每信道使用2个复符号的速率）空时分组码（STBC），是全速率的多输入，双输出（MIDO）系统。使用该方法，构造了用于$4\times2$、$6 \times 2$、$8\times2$和$12 \times 2$系统的速率为2的空时分组码，并且这些空时分组码是快速ML可解码的，具有大的编码增益，并且由这些空时分组码组成的空时分组码方案具有非零行列式（NVD），使得它们对于它们各自的MIDO系统是DMT最优的。本文还证明了SR码[R.韦赫卡拉赫蒂角Hollanti和F. Oggier，“Fast-Decodable Asymmetric Space-Time Codes from Division Algebras，”IEEE Trans. Inf. Theory，Apr.2012]，其具有与本文中为$4\times2$系统构造的STBC相同的代数结构，所述STBC在具有4-/16-QAM的大编码增益的$4\times2$ MIDO系统的已知速率-2 STBC中具有最低的ML解码复杂度。这也肯定地解决了先前的猜想，即基于SR码的STBC方案具有NVD特性，因此对于$4\times2$系统是DMT最优的。
2013-04-24 cs.IT math.IT
MMSE Optimal Algebraic Space-Time Codes
空时分组码的最大似然接收设计一直是研究者们关注的焦点。然而，随着发射天线和接收天线的数量增加，空时分组码的ML解码复杂度变得过大。因此，它是自然的诉诸次优接收技术，如线性最小均方误差（MMSE）接收机。Barbarossa等人和Liu等人已经独立地推导出全速率线性STBC是MMSE最优的必要和充分条件，即实现最小符号出错率（SER）。受这个问题的启发，某些现有的高速率STBC结构从交叉积代数被确定为MMSE最优。此外，还证明了循环除代数中的一类码是MMSE最优码，而循环除代数是交叉积代数的特例。因此，当采用MMSE接收时，这些STBC实现最小SER，并且当采用ML接收时，这些STBC是完全分集的。
2007-07-14 cs.IT math.IT
Comparative Study of Open-loop Transmit Diversity Schemes for Four Transmit Antennas in Coded OFDM Systems
在四天线编码正交频分复用（OFDM）系统中，比较了四种开环发射分集方案，即循环延迟分集（CDD）、空时分组码（STBC，使用Alamanti码）与CDD、准正交空时分组码（QO-STBC）和最小译码复杂度QOSTBC（MDC-QOSTBC）。我们表明，在低码率的编码系统中，由于相移分集与信道编码提供的额外的分集，二阶空间发射分集的方案可以达到类似的性能与四阶空间发射分集。此外，我们还比较了上述四种方案的解码复杂度和其他特性，如对训练信号的要求，混合自动重传请求（HARQ）等。本文的讨论可以很容易地应用于未来的无线通信系统，如超过3G的移动系统，IEEE 802.11无线局域网，或IEEE 802.16 WiMAX，其使用多于两个发射天线和OFDM。
2008-06-23 cs.IT math.IT
Distributed Space-Time Coding of Over-the-Air Superimposed Packets in Wireless Networks
在本文中，我们提出了一个新的合作数据包传输方案，允许独立的来源，以crossover-the-air他们的数据包传输。采用中继节点，并将协作分集与分布式空时分组码相结合。利用所提出的方案，参与的中继器为本地接收的空中叠加符号创建ST码，而无需预先进行任何解码步骤。所提出的方案的优点是，通信是在更少的传输时隙完成，因为并发的分组传输，而分集的好处，从使用的STBC的结果在更高的解码性能。所提出的方案不依赖于STBC的应用在中继。仿真结果表明，显着的吞吐量的好处，即使在低信噪比制度。
2013-03-14 cs.IT cs.NI math.IT
Multigroup-Decodable STBCs from Clifford Algebras
如果$K$符号（变量）中的空时分组码（STBC）的最大似然解码度量可以被写为$g$项的和，使得每个项是$K$变量的子集的函数，并且每个变量仅出现在一个项中，则该空时分组码被称为$g$ -组可解码STBC。本文利用Clifford代数给出了多群可译码的权矩阵的一般结构。在不假设每组中变量个数相同的情况下，给出了一种对任意天线数的全分集时延最优$g$组可译码码的权矩阵的显式构造方法.对于$N_t=2^a$的特殊情况，我们构造了两个代码子类：（i）一类$2a$ -具有速率$\frac{a}{2^{(a-1)}}$的群可解码代码，等效地，这是一类单符号可解码代码，（ii）一类$(2a-2)$ -可按速率$\frac{(a-1)}{2^{(a-2)}}$解码的群，即，一类双符号可解码码。仿真结果表明，本文的DSD码性能优于以往已知的准正交设计。
2006-10-29 cs.IT math.IT
Maximum Rate of Unitary-Weight, Single-Symbol Decodable STBCs
空时分组码（STBC）是一种基于复正交设计（CODs）的单符号可译码/逐符号可译码（SSD）的编码方式。当发射天线数$n$为2的幂时，正方形COD的权重矩阵都是酉的并且可从Clifford代数的酉矩阵表示获得。$n = 2^a$的平方COD的速率已被证明是每个信道使用的$\frac{a+1}{2^a}$复数符号。然而，具有酉权重矩阵的SSD码不需要是COD，一个示例是来自准正交设计的最小解码复杂度STBC。本文推导了单位权SSD码的速率上限为$2^a$天线每信道使用的$\frac{a}{2^{a-1}}$复符号数，该上限大于编码器的上限。通过构造码的方法，研究了单位重量SSD码的重量矩阵之间的相互关系。此外，所有单位重量SSD码的编码增益被证明是相同的QAM星座和单位重量SSD码实现全发射分集和最佳编码增益所需的条件。
2011-01-13 cs.IT math.IT
Space-Time Signal Design for Multilevel Polar Coding in Slow Fading Broadcast Channels
慢衰落广播信道在无线网络中有着广泛的应用。由于延迟要求和信道状态信息在发射机（CSIT）处的不可用性，这些信道对于许多应用是非遍历的。在非遍历信道中设计信号的适当度量是中断概率。在本文中，我们提供了一种方法来优化空时分组码的基础上中断概率在中等信噪比。多电平极化编码调制是一种新型的编码调制技术，它具有低复杂度的解码器和简单的速率匹配。在本文中，我们推导出中断最优性条件的多级解码，并提出了一个规则，用于确定分量码速率。我们还推导出了一个上界的中断概率的空时分组码设计的集合划分为基础的标签。最后，由于最小化长码空时分组码的最优性，我们介绍了一种新的方法，用于联合优化的短到中等长度的极化码和空时分组码。
2019-07-22 cs.IT math.IT
Generalized Silver Codes
对于$n_t$发射、$n_r$接收天线系统（$n_t \times n_r$系统），{ \it{full-rate} }空时块码（STBC）在每个信道使用中发射$n_{min} = min(n_t,n_r)$复数符号。众所周知的Golden码是用于2个发射天线的全速率、全分集STBC的示例。对于平方$M$-QAM，其ML解码复杂度为$M^{2.5}$的数量级。用于2个发射天线的Silver码具有Golden码的除了其编码增益之外的所有期望特性，但是提供了$M^2$量级的较低ML解码复杂度。重要的是，与其在降低ML解码复杂度方面提供的优势相比，编码增益的轻微损失可以忽略不计。对于更多数量的发射天线，最著名的码是完美码，其是全速率、全分集、信息无损码（对于$n_r \geq n_t$），但是具有$M^{n_tn_{min}}$数量级的高ML解码复杂度（对于$n_r < n_t$，考虑打孔完美码）。在本文中，一个计划，以获得全速率空时分组码的$2^a$发射天线和任何$n_r$具有减少ML解码复杂度的顺序为$M^{n_t(n_{min}-(3/4))-0.5}$，提出。构造的码对于$n_r \geq n_t$也是信息无损的，像完美码一样，并且允许比对于$n_r < n_t$的可比较的打孔完美码更高的互信息。这些码被称为{ \it广义Silver码}，因为它们享有与具有较低ML解码复杂度的可…
2011-04-01 cs.IT math.IT
Generalized ABBA Space-Time Block Codes
介绍了一种系统地构造在任意星座上、任意发射天线数的酉速率全分集线性空时分组码。通过推广现有的ABBA空时分组码，又称准正交空时分组码（QO-STBC）的代码。此外，一个完全正交（符号的符号）解码器的新的广义ABBA（GABBA）码。这种非常低复杂度的解码器依赖于代码结构的分区正交特性，以将接收到的信号矢量分解成较低维度的元组，每个元组仅依赖于发送符号的某些子集。正交可解码性来自于这种技术的嵌套应用，而不需要矩阵求逆或迭代信号处理。GABBA码在广义衰落信道上的最大似然（ML）解码的准确误码率概率进行了分析评估，并与所提出的正交解码器的仿真结果进行了比较。比较表明，建议的GABBA解决方案，尽管其非常低的复杂度，实现几乎相同的性能的界限对应的ML解码系统，特别是在系统中具有大量的天线。
2005-10-02 cs.IT math.IT
An Enhanced DMT-optimality Criterion for STBC-schemes for Asymmetric MIMO Systems
对于准静态瑞利衰落环境中的任何$n_t$发送、$n_r$接收天线（$n_t\times n_r$）MIMO系统，Elia等人表明，具有非零行列式（NVD）特性的线性空时分组码方案（LSTBC方案）对于$n_r$的任意值是分集复用增益折衷（DMT）最优的，如果它们具有每个信道使用的$n_t$复数维度的码率的话。然而，对于非对称MIMO系统（其中$n_r < n_t$），除了少数LSTBC方案之外，不知道具有NVD和每个信道使用的$n_r$复数维度的码率的一般LSTBC方案是否是DMT最优的。本文给出了空时分组码方案是DMT最优的一个增强的充分判据，并利用这个判据，证明了任何具有NVD且码率为$\min\{n_t,n_r\}$复维数的LSTBC方案都是DMT最优的。这一结果解决了几个著名的，低ML解码复杂度的LSTBC的某些非对称MIMO系统的DMT-最优方案。
2013-04-29 cs.IT math.IT
A Novel Construction of Multi-group Decodable Space-Time Block Codes
复正交设计（COD）码是空时分组码（STBC）中检测复杂度最低的码。然而，平方COD码的速率随着发射天线的数量呈指数下降。准正交设计（QOD）码的出现提供了速率和复杂度之间的折衷，因为与COD码相比，它们通过部分放松正交性条件以增加解码复杂度为代价提供更高的速率。然后，QOD码被推广为所谓的g-符号和g-组可解码的STBC，其中正交符号组的数量不再像QOD情况那样限于两个。然而，所采用的方法，用于建设这样的代码是基于充分的，但不是必要的条件，这可能会限制可实现的速率为任何数量的正交组。在本文中，我们限制自己的情况下，酉权重（UW）-g-组解码的空时编码器的2 ^a发射天线的权重矩阵需要是单线程矩阵与非零元素在{1，-1，j，-j}和解决的问题，找到最高的可实现的速率为任何数量的正交组。这种特殊类型的权重矩阵保证了充分的符号多样性，并包含了文献中现有的各种代码。我们表明，在这种情况下，一个穷举搜索可以应用到找到最大的UW-g组可解码的STBC与g>1的可实现的速率。为了这个目的，我们扩展我们以前提出的方法来构建UW-2组可解码的空时分组码的必要和充分条件的基础上的情况下，UW-g-组可解码的空时分组码的递归方式。
2012-04-16 cs.IT math.IT
Spatial Modulation in Zero-Padded Single Carrier Communication
在本文中，我们认为空间调制（SM）系统在频率选择性信道下的单载波（SC）通信的情况下，并提出零填充，而不是在现有文献中考虑的循环前缀。我们表明，零填充单载波（ZP-SC）SM系统提供充分的多径分集下的最大似然（ML）检测，不同于循环前缀SM系统。此外，我们表明，ML解码复杂度的顺序在建议的ZP-SC SM系统是独立的帧长度，只取决于发射机和接收机之间的多径链路的数量。因此，我们表明SC SM系统中的零填充与循环前缀相比具有两方面的优势：1）提供完全的多径分集，以及2）提供相对较低的ML解码复杂度。此外，我们扩展了部分干扰消除接收机（PIC-R）提出的郭和夏的STBC的解码，以将ZP-SC系统转换成一组平坦衰落子系统。我们表明，在这些子系统上的任何满秩STBC的传输实现充分的发送，接收以及PIC-R下的多径分集。借助于这种扩展的PIC-R，我们表明，ZP-SC SM系统实现接收和多径分集的解码复杂度相同的SM系统在平坦衰落的情况下。
2013-01-17 cs.IT math.IT
Multi-group ML Decodable Collocated and Distributed Space Time Block Codes
本文研究了允许多组最大似然译码的同位分布式空时分组码。首先考虑了同位情况，提出了在速率和最大似然译码复杂度之间取得最优折衷的空时分组码的构造问题。最近，文献中已经提供了多组ML可解码的充分条件，并且满足这些充分条件的代码被称为Clifford酉重量（CUW）STBC。提出了一种基于扩展Clifford代数的代数框架来研究CUW空时分组码，并在此框架下，在少数情况下得到了CUW空时分组码的速率和最大似然译码复杂度之间的最优折衷.代码结构满足这一权衡最佳也提供了。然后重点研究了多组ML可解码DSTBC在同步无线中继网络中的应用，给出了三种四组ML可解码DSTBC的结构。最后，将Li-Xia提出的基于OFDM的Alamerican空时编码方案推广到一个更一般的传输方案，该方案可以实现任意数目中继的完全异步协作分集。然后，它示出了如何在源差分编码可以与所提出的传输方案相结合，以达到一个新的传输方案，可以实现完全的合作分集在异步无线中继网络中没有信道信息，也没有定时误差的知识在目的节点。四组解码DSTBC适用于建议的OFDM传输方案也给出了。
2008-11-22 cs.DM cs.IT math.IT
Differential Transmit Diversity Based on Quasi-Orthogonal Space-Time Block Code
通过使用联合调制和定制的星座集，我们表明，准正交空时分组码（QO-STBC）可以用来形成一个新的差分空时调制（DSTM）方案，提供完整的发射分集与非相干检测。我们的新方案可以提供更高的码率比现有的DSTM方案的基础上正交STBC。它还具有比其他DSTM方案（诸如基于分组码的那些DSTM方案）更低的解码复杂度，因为它仅需要两个复数符号的联合检测。我们推导出定制星座集的设计标准，并使用它们来构建一个星座集，提供了广泛的频谱效率与充分的多样性和最大的编码增益。
2008-06-20 cs.IT math.IT
