空时编码与空时频扩展码分多址的技术的研究

论文摘要

空时编码（STC）是无线通信中的一种新的编码和信号处理技术,它使用多个发射和接收天线进行信息的发射和接收,在不同天线发射的信号之问引入时域和空域相关,能够提供远高于传统单天线系统的频带利用率,为解决无线信道的带宽问题提供了一条新的解决途径。多入多出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统是未来高速无线通信系统的主要物理层技术之一。目前针对MIMO-OFDM技术的研究主要集中在单用户系统,然而实际的系统大都是多用户系统,要想将在实际系统中应用MIMO-OFDM技术,必须考虑多用户系统中存在的干扰、多用户检测等特殊问题,提出适用于MIMO-OFDM系统的、简单有效的多址技术。本文主要研究了空时编码技术和MIMO-OFDM系统中的空时频扩展码分多址技术,论文主要完成以下五方面的工作：对V-BLAST系统的基本检测算法进行了全面总结,并提出将对信道矩阵的处理从检测算法中分离的处理方法,这种处理方法更利于算法的实现和研究。给出了一种基于信道能量的大小进行排序的串行干扰删除检测算法,这一算法具有极低的运算复杂度,而且在一定的情况下其性能与最优排序的串行干扰删除检测相比损失不大。全面给出了基于Sherman-Morrison公式的用递推方法计算串行干扰删除检测中每级检测所需加权向量的算法,这类递推的算法与直接计算加权向量的算法相比没有性能损失,且可以有效降低运算复杂度。给出了一种将空时分组码（STBC）和BLAST相结合的方案,即BLAST-STBC。 BLAST-STBC方案突破了传统的BLAST方案中接收天线数必须大于或等于发射天线数的限制,并且其编码速率远高于传统的STBC。给出了一种基于MIMO-OFDM技术的无线通信系统下行链路的码分多址技术,即空时频扩展码分多址技术,并针对此技术提出了一种扩频码的设计方法,即耦合哈达玛码。采用耦合哈达玛码的空时频扩展码分多址系统的性能要优于采用沃什码（Walshcodes）的空时频扩展码分多址系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 空时编码的研究概况
• 1.3 本文所做的工作及论文结构
• 第二章 V-BLAST系统的基本检测算法
• 2.1 系统描述
• 2.2 线性检测算法
• 2.2.1 迫零检测
• 2.3 最小均方误差检测
• 2.4 最大似然检测
• 2.5 串行干扰删除检测（SIC）
• 2.5.1 基于迫零的串行干扰删除检测（ZF-SIC）
• 2.5.2 基于最小均方误差的串行干扰删除检测（MMSE-SIC）
• 2.6 基本检测算法的性能比较
• 2.7 信道矩阵的单独处理
• 第三章 串行干扰删除检测的算法改进
• 3.1 次优排序的串行干扰删除算法
• 3.1.1 基于信道能量的排序方法
• 3.1.2 性能比较
• 3.2 递推求加权向量的方法
• 3.2.1 利用公式的递推方法Sherman-Morrison
• 3.2.2 运算复杂度的比较
• 第四章 空时分组码及BLAST-STBC方案
• 4.1 空时分组码的基本概念
• 4.1.1 线性空时分组码
• 4.1.2 非线性空时分组码
• 4.2 正交空分组时码
• 4.2.1 最大分集增益
• 4.2.2 简单的译码算法
• 4.2.3 正交空时分组码与amicable orthogonal designs的联系
• 4.2.4 已知最优的正交空时分组码字矩阵
• 4.2.5 正交空时分组码其它一些特性
• 4.3 BLAST-STBC方案
• 4.3.1 发射及接收方案
• 4.3.2 仿真结果
• 第五章 空时频扩展码分多址技术及其扩频码的设计
• 5.1 空时频扩展码分多址技术
• 5.1.1 技术背景
• 5.1.2 空时频扩展码分多址发送技术
• 5.1.3 空时频扩展码分多址接收技术
• 5.3 基于耦合哈达玛码的空时频扩展系统的性能
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献