空时分组码理论及其在OFDM系统中的应用研究

论文摘要

空时编码（Space-Time Coding）技术将信道编码、调制和发送分集联合考虑，是提高无线移动通信系统传输速率、可靠性和系统容量的最有应用前景的解决方案之一。其中的空时分组编码技术己被3GPP正式列入WCDMA提案。本论文正是以空时分组编码（STBC）技术为主要研究对象，对空时编码的基本理论以及其在正交频分复用（OFDM）移动通信系统中的应用进行了较为深入的研究。研究了空时分组码系统的译码算法，根据空时分组码的正交特性，本文提出了一种频率选择性衰落信道下STBC-OFDM系统的简化译码算法。并进一步对STBC-OFDM系统的性能进行了分析。仿真结果表明，本文的简化译码算法只是降低了计算复杂度，没有影响STBC-OFDM系统最大限度地利用系统所有可用的分集资源。研究了基于QR分解的信道盲估计方法。本文将该算法推广到空时分组码系统的信道估计中，结合空时分组码的特性提出了一种新的空时分组码系统的信道盲估计算法。与经典的信道盲估计算法相比，本文算法的计算量大为降低。同时Monte-Carlo仿真表明，当信噪比较低时，该算法比经典盲估计算法具有更好的性能。为了获得具有完全分集增益和全速率的复正交空时分组码，研究了基于准正交设计的空时分组码，本文根据矩阵正交理论提出了一种新的全速率准正交空时分组码并给出了一种基于QR分解的最大似然译码方法。仿真结果表明，本文方案与已有典型的准正交空时分组码相比，具有更低的误码率。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 空时编码的发展与及研究现状
• 1.3 OFDM技术发展及现状
• 1.4 本文的内容安排
• 第二章 移动无线信道和空时编码
• 2.1 移动无线信道的描述
• 2.2 分集技术
• 2.2.1 时间分集
• 2.2.2 频率分集
• 2.2.3 空间分集
• 2.2.4 分集合并技术
• 2.2.5 发射分集
• 2.3 空时编码的信道模型
• 2.3.1 MIMO技术
• 2.3.2 MIMO系统信道模型
• 2.3.3 MIMO系统信道容量
• 2.4 空时编码
• 2.4.1 空时编码概述
• 2.4.2 三种类型的空时编码
• 2.4.3 空时分组码
• 第三章 空时分组码在OFDM中的应用
• 3.1 OFDM系统原理
• 3.2 STBC-OFDM系统结构
• 3.3 STBC-OFDM系统译码及性能分析
• 3.3.1 STBC-OFDM系统的简化译码算法
• 3.3.2 仿真和性能分析
• 3.4 结论
• 第四章 基于空时分组码系统的盲信道估计
• 4.1 空时分组码系统盲信道估计的研究背景
• 4.2 空时分组码系统模型
• 4.3 基于QR分解的空时分组码信道盲估计
• 4.3.1 问题的数学模型
• 4.3.2 利用QR分解估计信道信息
• 4.4 仿真结果及分析
• 4.4.1 信道估计的性能
• 4.4.2 利用估计信道和准确信道解码并比较性能
• 4.5 结论
• 第五章 一种全速率准正交空时分组码
• 5.1 准正交空时分组码的研究背景
• 5.2 空时分组码的系统模型
• 5.3 准正交空时分组码设计方法
• 5.3.1 传统的准正交空时分组码
• 5.3.2 新的准正交空时分组码
• 5.4 基于QR分解的最大似然译码算法
• 5.5 仿真结果和译码复杂度分析
• 5.5.1 仿真结果
• 5.5.2 复杂度分析
• 5.6 结论
• 结语
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
• 后记