基于空间衰落相关信道的空时编码的研究

论文摘要

空时编码技术是近几年来在无线通信领域新兴的研究方向,它主要用于高速无线通信的下行链路传输,能够大幅度地增加无线通信系统的容量,同时提供分集增益和编码增益,并且达到远高于传统单天线系统的频带利用率,是实现未来带宽资源日益紧张的高速无线数据通信系统的重要技术。 现有的空时编码技术大多假定多个无线信道之间是理想不相关,然而在实际的无线通信环境中,天线阵元之间的有限距离、散射体的局域分布等原因会使不同信道上的信号衰落在空间上具有一定相关性,即空间衰落相关。本文正是基于这样的相关信道环境,对一类重要的空时编码——空时分组码进行了分析和研究,所做的主要工作在于: 1.研究了空间衰落相关对空时分组码性能的影响,主要了讨论天线距离、相关系数等参数对平均误码率的影响,推导严格的平均误码率的闭式解。 2.研究了特征波束形成和空时分组码的级联方案,将这种方案推广到预编码的模型,推导出了成对错误概率表达式,根据成对错误概率表达式对这种级联方案的性能进行了理论分析和仿真。 3.针对天线较多、计算复杂的情况,提出了一种特征波束形成和空时分组码的嵌套方案,方案对每个天线组进行特征波束加权,各组之间形成不同的特征波束来共同承载空时码,并做出初步的性能分析和仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无线通信技术的发展
• 1.2 无线通信中的先进信号处理技术
• 1.3 空时编码技术的研究背景及现状
• 1.4 本文的主要工作以及内容安排
• 第二章 无线空时信道与空时编码
• 2.1 基本的无线信道
• 2.1.1 慢衰落
• 2.1.2 快衰落
• 2.2 多径衰落的数学模型
• 2.3 MIMO空时信道（矩阵信道）
• 2.4 MIMO相关信道
• 2.5 空时编码
• 2.5.1 分层空时码
• 2.5.2 空时格型码
• 2.5.3 空时分组码
• 2.2.4 酉空时码和差分空时码
• 2.5 本章小结
• 第三章 空间衰落相关对空时分组码性能影响
• 3.1 “单环”系统模型
• 3.2 误码率的理论分析
• 3.3 仿真结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 混合特征波束形成和空时分组编码
• 4.1 波束形成与特征波束形成
• 4.1.1 波束形成
• 4.1.2 特征波束形成
• 4.2 特征波束形成和空时分组编码的级联
• 4.2.1 用预编码模型描述的级联方案结构
• 4.2.2 平均PEP分析
• 4.2.3 仿真结果
• 4.3 一种新的混合特征波束形成和空时分组编码的方案—嵌套型
• 4.3.1 方案的结构
• 4.3.1 方案的分析和仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间的研究成果
• 附录A 相关的数学知识
• 附录B MIMO系统的信道容量分析