时变信道下空时编码技术的研究

论文摘要

随着无线通信的快速发展,各种类型的业务对无线信道容量的要求也越来越高,而多输入多输出（MIMO,Multiple-Input Multiple-Output）技术在不增加频谱宽度和发送能量的情况下可以显著提高信道容量。当无线信道快速变化以致信道估计困难时,不需要信道状态信息就可以译码的酉空时码具有了极大的优势。因此,时变信道下的酉空时码技术的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。论文首先研究了空时分组码及其译码方法,将匹配滤波译码方法进一步推广到多维空时分组码系统,给出了匹配滤波器的构造方法。然后针对实际无线信道中的时变问题,论文重点对酉空时码展开了研究。在分析现有酉空时码方案的基础上,提出了一种改进的酉空时编译码方案,通过设计发射信号矩阵将最大似然译码简化为最大欧氏距离译码,大大降低了译码复杂度;此外还推导了该方案在瑞利衰落下的信道容量下界。为了进一步将提出的酉空时编译码方案应用于实际无线通信系统,论文对3GPP提出的空间信道模型进行了建模,给出MIMO-OFDM系统中空时分组码（STBC-OFDM）以及酉空时码（USTC-OFDM）的编译码方法,并通过仿真验证了STBC-OFDM和USTC-OFDM两种系统的有效性,分析了角度扩展、天线间距、终端移动速度等参数对USTC-OFDM系统性能的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信技术的发展
• 1.2 MIMO和空时编码技术
• 1.3 OFDM技术
• 1.4 移动信道
• 1.5 主要工作及章节安排
• 第二章 MIMO技术及其容量分析
• 2.1 MIMO系统模型
• 2.1.1 系统概述
• 2.1.2 信道模型
• 2.1.3 信号模型
• 2.2 信道容量分析
• 2.2.1 SISO信道容量
• 2.2.2 MIMO信道容量
• 2.3 信道容量比较
• 2.4 空时编码技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 匹配滤波法空时分组码技术研究
• 3.1 空时分组码基本原理
• 3.1.1 发射矩阵的设计
• 3.1.2 空时分组码的译码
• 3.2 增强匹配滤波法
• 3.3 仿真结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 低复杂度酉空时码方案及容量下界推导
• 4.1 酉空时码技术
• 4.1.1 编译码方法
• 4.1.2 两种酉空时码方案
• 4.2 低复杂度酉空时码方案
• 4.2.1 编译码方法
• 4.2.2 性能分析
• 4.3 信道容量下界
• 4.4 仿真结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 SCM信道下的空时编码技术研究
• 5.1 空间信道模型（SCM）
• 5.1.1 SCM简介
• 5.1.2 市区宏小区的信道建模
• 5.2 MIMO-OFDM系统
• 5.2.1 OFDM技术
• 5.2.2 MIMO-OFDM系统
• 5.3 MIMO-OFDM系统中的空时编码技术
• 5.4 仿真结果及分析
• 5.5 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果