MIMO-OFDM系统下的空时编码技术研究

MIMO-OFDM系统下的空时编码技术研究

论文摘要

随着经济的增长、社会的进步和人们物质生活及精神生活水平的不断提高,新一代的移动通信系统期望能提供更高的数据传输率、更好的通信质量、支持更快的终端移动速度,满足这些要求的最有效途径是在系统中采用多根发送和接收天线的多输入多输出(MIMO)技术。业已证明MIMO系统具有比单输入单输出(SISO)系统大得多的信道容量。另一方面,在正交频分复用(OFDM)系统中,MIMO空时编码和频率分集技术的结合可以有效对抗频率选择性多径衰落,实现宽带系统中数据的鲁棒传输。本文围绕这一热点课题展开,首先研究了MIMO系统的信息论基础,对使用多个发射、多个接收天线的MIMO系统的信道容量进行理论推导,证实了使用MIMO系统可以达到比传统单发单收无线通信系统高得多的信道容量的结论。其次详细阐述了分集技术及空时编码设计准则,在此基础上,研究了三种主要的空时编码技术,重点研究垂直分层空时码(V-BLAST)的译码算法,从理论分析和仿真结果两个方面作了详细的比较。最后为了提高空时编码在频率选择性衰落信道下的性能,将空时编码和OFDM技术相结合。研究STBC-OFDM系统,理论分析了该系统接收端的信噪比性能。并基于对分层空时码和空时分组码的分析研究,在OFDM系统下,提出了一种结合STBC的分层空时码(BLAST+STBC)的编译码方案。此方案编码考虑分集度和速率的折中,译码简单,理论分析表明接收端只需要一根天线就可实现译码,大大降低了接收机的复杂度。最后通过定点仿真证实了该方案的可行性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的研究背景及意义
  • 1.2 空时编码技术的研究现状
  • 1.3 本文的主要工作及内容安排
  • 第2章 MIMO信道特性与容量分析
  • 2.1 基本的无线信道
  • 2.1.1 多径时延扩展引起的衰落效应
  • 2.1.2 多普勒频移引起的衰落效应
  • 2.1.3 无线信道的数学模型
  • 2.2 MIMO信道模型及容量分析
  • 2.2.1 MIMO信道模型
  • 2.2.2 MIMO信道的容量分析
  • 2.3 本章小结
  • 第3章 分集与空时编码技术
  • 3.1 分集技术
  • 3.1.1 分集的分类
  • 3.1.2 分集合并技术
  • 3.2 空时编码的设计准则
  • 3.3 空时分组码
  • 3.3.1 Alamouti发射分集方案
  • 3.3.2 空时分组码模型
  • 3.3.3 正交编码设计
  • 3.3.4 仿真结果分析
  • 3.4 空时格型码
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 分层空时码的检测算法研究
  • 4.1 分层空时码模型
  • 4.2 分层空时码的编码方案
  • 4.3 分层空时码的译码方案
  • 4.4 仿真结果分析
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 MIMO-OFDM中的空时编码
  • 5.1 OFDM系统概述
  • 5.1.1 OFDM基本原理
  • 5.1.2 OFDM系统的优缺点
  • 5.2 MIMO-OFDM系统模型
  • 5.3 STBC-OFDM系统
  • 5.3.1 STBC-OFDM系统模型
  • 5.3.2 STBC-OFDM系统性能分析
  • 5.3.3 STBC-OFDM系统仿真
  • 5.4 OFDM中结合STBC的一种分层空时编码
  • 5.4.1 OFDM中BLAST+STBC的编码方案
  • 5.4.2 OFDM中STBC+BLAST的译码方案
  • 5.4.3 系统性能的分析和仿真
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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