面向衰落信道的协同MIMO通信系统编码技术研究

面向衰落信道的协同MIMO通信系统编码技术研究

论文摘要

随着无线通信技术的进步与人们的需求不断增加,无线通信的速度,质量等要求不断增大。多天线通信系统即可以改善系统性能,又可以在不增加带宽的情况下,提高通信系统的容量和频谱利用率。未来的4G通信将对无线因特网和各种媒体服务提供高速数据传输服务以及更高通信质量,所以利用编码技术来提供高速率、高质量的数据传输受到人们的广泛关注。本文首先概述了论文的研究背景及研究意义,回顾了空时分组编码(Space Time Block Code, STBC)与低密度校验码(Low Density Parity Check Code, LDPC)的起源、发展和研究现状。在概述无线通信系统中电磁波的传播特性后,总结衰落信道的统计模型和MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)通信系统模型,并推导及仿真MIMO信道容量。然后探讨了低密度校验码和空时编码的编译码原理及方法。本文重点研究了LDPC码的表示方法、构造方法及译码方法;空时编码的设计准则、编译码方法等。在衰落信道协同MIMO通信模型下,LDPC码与STBC码级联的系统架构及分析,尤其使用一种无4环的LDPC码的构造方法与STBC码级联后,仿真衰落信道下的无线通信,通过性能曲线说明信噪比和误码率的关系。接下来分析衰落信道下异步协同通信的传输架构,针对衰落信道下异步通信的特点进行分析和对比后,针对由传播延迟所引起的码间串扰问题提出在空时编码中添加保护间隔,以此提高传输质量,降低误码率。在文章最后通过通信案例的仿真,使用本文的编码方法对图像进行编码传输,通过性能仿真曲线以及图像传输仿真图说明编码方法的有效性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 移动通信的发展状况以及相应技术
  • 1.2 空时编码与低密度校验码的发展历程与研究现状
  • 1.2.1 LDPC码的发展历程及研究现状
  • 1.2.2 空时编码的发展及研究现状
  • 1.3 本论文工作
  • 第2章 MIMO无线通信系统
  • 2.1 无线通信传播特性及衰落信道统计模型
  • 2.1.1 无线通信传播特性
  • 2.1.2 衰落信道统计模型
  • 2.2 MIMO系统模型
  • 2.3 协同MIMO无线通信系统
  • 2.3.1 协同MIMO模型分类
  • 2.3.2 基于多中继的协同MIMO系统模型
  • 2.3.3 协同策略
  • 2.4 信道容量及仿真
  • 2.4.1 信道容量
  • 2.4.2 信道容量仿真
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 LDPC-STBC级联方案
  • 3.1 低密度校验码(LDPC)
  • 3.1.1 LDPC码的二分图表示
  • 3.1.2 LDPC典型构造方法
  • 3.1.3 LDPC码译码
  • 3.2 一种无4环LDPC构造方法
  • 3.2.1 构造子矩阵D
  • 3.2.2 构造子矩阵E
  • 3.2.3 构造子矩阵F
  • 3.3 空时编码
  • 3.3.1 空时编码设计准则
  • 3.3.2 Alamouti编码方法
  • 3.3.3 Alamouti译码方法
  • 3.3.4 空时码性能及仿真
  • 3.4 协同通信中LDPC与STBC级联
  • 3.4.1 协同分布式空时分组编码
  • 3.4.2 协同通信下LDPC-STBC级联架构
  • 3.4.3 协同通信下LDPC-STBC实现方法
  • 3.4.4 性能仿真
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 衰落信道下异步协同MIMO通信
  • 4.1 衰落信道下异步传输架构
  • 4.2 衰落信道下异步协同MIMO通信性能分析
  • 4.3 仿真实验
  • 4.3.1 仿真参数
  • 4.3.2 仿真系统及步骤
  • 4.3.3 仿真结果
  • 4.4 衰落信道下异步通信案例应用
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者攻读硕士学位期间发表的论文
  • 相关论文文献

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