论文摘要
多输入多输出（MIMO）技术充分开发空间资源,利用多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发送功率的情况下,可以成倍地提高信道容量。正交频分复用（OFDM）技术是多载波窄带传输的一种,其子载波之间相互正交,可以高效地利用频谱资源。两者结合构成的MIMO-OFDM系统,技术上相互补充,可以充分利用时间、频率和空间三种分集技术,使无线系统对噪声、干扰、多径的容限大大增加。MIMO-OFDM在提高无线链路的传输速率和可靠性方面具有巨大潜力,这些优点使MIMO-OFDM系统成为第四代移动通信系统的热点技术。空时分组码思想是MIMO系统的一种实用的实现方式,作为一种新兴的技术,空时编码在近年来倍受人们的关注。准正交空时分组码（QO-STBC）是在正交空时分组码（OSTBC）的基础上发展起来,通过牺牲一定的正交性来获取全速率。为了将准正交空时分组码的编码矩阵重新正交化,可以引入CO-STBC/SFBC编码技术。本文对MIMO-OFDM系统中的自适应CO-STBC/SFBC编码技术进行了研究,主要工作如下:首先,本文研究了CO-STBC/SFBC编码技术,即对QO-STBC/SFBC编码进行信道正交化问题,利用接收端反馈回的信道信息对原来非正交的QO-STBC/SFBC编码的编码矩阵进行部分元素的旋转,使信道间相互正交,并且给出了设计CO-STBC/SFBC编码的原则。同时,在已有CO-STBC/SFBC编码矩阵基础上又提出了两种新的CO-STBC/SFBC编码矩阵形式。通过仿真结果可以证明CO-STBC/SFBC编码能在全编码速率的情况下明显改善QO-STBC/SFBC编码的性能。其次,研究了不同CO-STBC/SFBC编码方案的量化问题。在实际中CO-STBC/SFBC编码的反馈角度进行量化会引入误差,不同形式的CO-STBC/SFBC编码方案经过量化后引入的误差范围也不同。本文详细分析了量化过程,并给出了CO-STBC/SFBC编码引入的误差范围。通过仿真可知当系统的反馈比特数在3位以上时与未量化时的性能已经非常接近,在要实现相同的系统性能的前提下,CO-STBC/SFBC B所需的反馈比特位数总是比CO-STBC/SFBC A要多一位。再次,本文研究了基于天线选择技术的SFBC-OFDM系统,分别分析了TAS、RAS和TRAS的天线选择方案下系统的平均SNR、中断率、BER等性能指标,并将发射天线选择技术应用到CO-SFBC-OFDM系统中。仿真结果证明了通过使用发射天线选择技术可进一步提高CO-SFBC编码系统的性能。最后,在研究自适应调制SFBC-OFDM系统的基础上对自适应调制和天线选择这两种策略的性能进行了比较,并将自适应调制技术使用到CO-SFBC编码的系统中,对基于自适应编码调制技术的CO-SFBC-OFDM系统进行了仿真和分析。仿真结果可证明通过使用自适应调制技术可改善SFBC-OFDM系统及CO-SFBC-OFDM系统的性能,并且在系统中使用自适应调制技术能比使用天线选择技术带来更多的性能增益。
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